夏季对流层臭氧辐射强迫对华北地区天气和空气质量的影响

摘要：

自2013年我国实施《大气污染防治行动计划》以来,大气颗粒物浓度显著降低,但臭氧(O3)污染日益严峻,同时对流层O3作为一种重要的温室气体,其辐射强迫能够影响天气和空气质量.利用双向耦合的区域空气质量模型WRF-Chem,再现2017年6月发生在华北地区的一次O3污染事件,通过敏感性试验分析对流层臭氧辐射强迫(TORF)对当地气象场的影响,以及改变的气象变量对O3 空气质量的反馈作用.结果表明,WRF-Chem模式在气象要素的模拟上表现出较好的性能,并且能够很好地捕捉到O3浓度的时空演变特征.TORF使北京-天津-河北-山东地区的近地面气温平均升高0.23 K(最大增温可达0.8 K)、近地面相对湿度降低1.84％、边界层高度增加27.73 m.TORF对风速的影响较弱(-0.02 m·s-1),但产生的西南风异常容易将上游污染地区的O3和其前体物输送至华北地区.在臭氧辐射反馈的影响下,研究区域内φ(O3)平均增加1.7％(1.23 × 10-9),而在污染严重的北京和天津地区,φ(O3)增加量最高可达5 × 10-9.进一步利用过程诊断分析法可以发现,增强的气相化学反应是TORF恶化近地面O3污染的主导原因.

关键词：对流层臭氧(O3)、辐射反馈、空气质量、数值模拟、过程诊断分析法

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分类号：X51(大气污染及其防治)

资助基金：国家重点研发计划;应对重点专项;国家自然科学基金;江苏省高等学校自然科学项目;国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2023-07-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：3705-3714