东亚夏季风对中国东部臭氧输送过程的影响
2021-06-28刘宁微李晓岚任万辉王若男
刘宁微 李晓岚 任万辉 王若男



摘要 利用2015—2019年中国东部20个省份222个城市的地面O3观测数据和全球再分析风场数据,研究了中国东部地区O3的时空分布特征,以及在亚洲夏季风背景下污染上风方O3光化学输送对下风方O3质量浓度季节变化的影响。结果表明:中国东部地区O3质量浓度夏季高、冬季低,O3质量浓度按照东南、华东、东北、华北的顺序依次升高,位于中高纬度的华北、东北地区明显高于位于中低纬度的华东、华南地区。不同城市、不同季节O3质量浓度日变化形态具有较好的一致性,都表现为夜晚低、清晨逐渐升高、下午至黄昏达到最大的单周期变化形态,具有典型的光化学控制特征。春季,亚洲夏季风开始影响中国东部地区,华东、华北、东北地区为大范围的O3高值区;夏季,亚洲夏季风将O3及其前体物由纬度较低的华南、华东地区向纬度较高的华北、东北地区不断输送和累积,并在夏季强紫外辐射作用下发生光化学反应,导致夏季华北、东北地区的O3污染。
关键词 地面臭氧;亚洲夏季风;输送;中国东部
对流层臭氧(O3)是一种非常重要的痕量气体。作为OH自由基的重要來源之一,O3间接决定着对流层中多种微量成分的寿命(Levy,1971;Wofsy et al.,1972);作为一种重要的温室气体、强氧化剂和植物毒剂,O3影响着全球气候变化(IPCC,2007;Lin et al.,2008),并直接危害人体健康和地表植被(Lee et al.,1996;Shindell et al.,2012)。在全球尺度,对流层O3有两个主要来源:1)平流层向对流层的输送(Danielsen,1959;Reiter,1975);2)通过其前体物(NO、CO和挥发性有机物(VOCs))之间的光化学反应生成(Crutzen,1974;Chameides and Walker,1976;Fishman et al.,1979)。影响某一区域近地面O3浓度的主要因素包括:光化学反应生成和消耗、平流层-对流层交换沉降(垂直方向)、远距离输入和输出(水平方向)。……
