硫酸盐（SO₄^2-）是大气细颗粒物（PM_2.5）关键二次组分，其时空分布特征在区域空气质量模式中的精准再现是至关重要的。研究报道指出SO₄^2-占PM_2.5总质量的 10~30%，且具有明显负辐射强迫，对PM_2.5重污染形成乃至全球气候有直接影响作用；硫酸盐污染浓度水平及时空分布模拟的不确定性，将对区域空气质量模式PM_2.5浓度模拟及其辐射强迫模拟产生较大的误差，进而对于我国大气污染防控策略制定乃至碳中和等全球气候治理政策制定产生不利影响。

近年来，大量区域空气质量模式研究致力于通过引入常见多相反应来源再现冬季灰霾过程SO₄²⁻的爆发增长，并通过来源追踪模块对SO₄²⁻形成进行来源解析，但仍缺乏针对SO₄²⁻的长时间跨度季节性模拟性能评估及来源解析。为此，我们将常见的多相SO₄²⁻形成途径耦合到WRF-Chem，使用华北平原多站点SO₄²⁻观测资料评估了SO₄²⁻四季模拟性能，并通过源追踪技术进行了源解析。 结果表明：

1、常见多相反应的引入明显缩小了SO₄²⁻模拟结果与观测结果之间的差距（图1），这是由于在秋、冬、夏三季的高湿度条件有助于PM_2.5的吸湿增长并促进多相反应形成SO₄²⁻。

2、SO₄²⁻模拟与观测间仍存在的差距（图2）揭示了SO₄²⁻可能的未知来源：春季可能存在沙尘未知源，其他三季可能存在光敏非均相未知源。未考虑有机质吸湿性也可能对于SO₄²⁻低估至关重要。

3、源追踪技术应用解析结果（图3）表明，气相反应在四季SO₄²⁻的化学形成中起着至关重要的作用。过氧化氢（H₂O₂）液相氧化途径在秋季和夏季的贡献显著（13-24%），因为同时具有较高的湿度水平和更强的光化学反应活性。活性锰（Mn(II)）表面非均相催化氧化途径在秋冬季雾霾事件中贡献较高（13-24%）。

上述研究成果对于认识长时间尺度上SO₄^2-的一般来源以及降低空气质量模式模拟SO₄²⁻的不确定度具有一定的科学指导意义。

图1 华北平原多站点SO₄²⁻四季模拟性能评估图

图2 华北平原多站点SO₄²⁻四季的模拟和观测与相对湿度变化散点对比图

图3 华北地区多站点SO₄²⁻的分四季来源解析贡献图

上述研究成果发表于Atmospheric Pollution Research上，文章得到了中国科学院战略先导科技专项（XDB0760200），国家自然科学基金（42075184，42175188）和国家重点研发计划（2022YFC3700705）的资助。

文章以：Seasonal simulation and source apportionment of SO₄²⁻ with integration of major highlighted chemical pathways in WRF-Chem model in the NCP为题，发表在Atmospheric Pollution Research.