受人类活动和气候变化的影响,全球臭氧污染呈加剧态势,成为继PM2.5之后又一制约空气质量改善的主要污染物。臭氧的形成与其前体物(挥发性有机物和氮氧化物)的排放总量和比例密切相关,且呈现出强烈的区域特征和季节差异。然而,大多数研究只关注臭氧浓度的时空分布,很少有研究系统的阐述臭氧生成敏感性的时空变化,这严重困扰了臭氧污染分区域、分季节治理工作的开展。
大气环境与极端气象重点实验室(中国科学院)唐贵谦研究员团队针对上述问题,系统分析了对流层臭氧生成敏感性的时空分布格局及其影响因素,提出了分季节、分区域的臭氧污染防控方案,阐述了碳达峰与碳中和目标实现时臭氧生成敏感性的变化规律。以城市区域为例,整个城市仿佛被一个高臭氧罩子覆盖着。由于源强的差异,在水平方向上,城市-郊区-农村地区的O3生成敏感性呈现出从VOCs控制逐渐过渡到NOx控制的演变模式。在垂直方向上,NO-NO2-O3会在近地层与高空形成两个分别由NOx主导的低空循环与VOCs主导的高空循环,导致O3生成从近地面的VOCs控制转变为上边界层中NOx控制。
随着未来大气污染物的减排,大多数地区的O3生成敏感性将表现为NOx控制。在这种情况下,分别由VOCs和NOx主导的两个化学循环也会被削弱。然而值得注意的是,由于NO滴定效应的减弱,农村和偏远的背景地区成为O3高值区。青藏高原区域,由于处于西风带,这一区域的背景臭氧浓度变化会对我国东部空气质量有重要影响。
该研究获得第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0604)和国家自然科学基金(42177081)的资助。
现阶段和碳中和时期臭氧生成敏感性空间分布示意图
文章信息:Liu, Y., Tang, G. *, Gao, J., Wang, Y., and Wang, Y., Spatiotemporal differences in tropospheric ozone sensitivity and the impact of 'dual carbon' goal, Science Bulletin, doi: 10.1016/j.scib.2023.12.026.
文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095927323008824