南京大學(xué)揭示霧霾跨區(qū)域傳播機(jī)制

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以PM2.5為特征污染物的大氣復(fù)合污染是我國東部地區(qū)面臨的重要環(huán)境挑戰(zhàn)。重污染發(fā)生期間，弄清污染的跨界傳輸和局地貢獻(xiàn)是大氣污染防治的關(guān)鍵，對于科學(xué)采取恰當(dāng)措施，實(shí)現(xiàn)“精準(zhǔn)治霾”尤為重要。近日，南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院、江蘇省氣候變化協(xié)同創(chuàng)新中心丁愛軍與符淙斌研究團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，揭示了我國京津冀和長三角兩大城市群秋冬季重霾污染通過相互作用增強(qiáng)跨界傳輸?shù)男聶C(jī)制，同時提出了減緩這種區(qū)域相互影響以實(shí)現(xiàn)科學(xué)治霾的新思路。該項(xiàng)研究的相關(guān)成果近日以“氣溶膠與邊界層相互作用增強(qiáng)我國大氣污染跨區(qū)域傳輸”為題在《自然—地球科學(xué)》上發(fā)表。

南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院院長丁愛軍介紹，自2013年“清潔空氣行動計劃”(“國十條”)實(shí)施以來，我國東部地區(qū)空氣質(zhì)量有了顯著改善，但有時即使在很多城市從嚴(yán)減排情況下，重霾污染事件仍然時有發(fā)生。以2017年底至2018年初為例，華北和華東地區(qū)就發(fā)生了一次大范圍重霾事件。該項(xiàng)研究基于多種觀測資料和數(shù)值模式模擬，發(fā)現(xiàn)該污染事件表面上看起來長三角地區(qū)是受華北區(qū)域性污染的長距離傳輸?shù)挠绊?，而事?shí)上華北地區(qū)前期重霾加劇的靜穩(wěn)氣象條件卻又顯著受到長三角等地特定污染排放的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，具有較強(qiáng)太陽輻射吸收特性的黑碳?xì)馊苣z的區(qū)域性排放可被快速輸送傳至京津冀的邊界層上層，通過氣溶膠-邊界層的相互作用改變京津冀地區(qū)的氣象條件，加劇靜穩(wěn)天氣的形成(即邊界層上層增暖、下層降溫的“穹頂效應(yīng)”);同時邊界層內(nèi)因降溫所導(dǎo)致的相對濕度增加又顯著促進(jìn)二次顆粒物的生成，從而加劇了華北污染;在隨后的冷鋒影響下，區(qū)域性重霾又南下影響包括長三角在內(nèi)的整個東部地區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)，2013年以來有18個類似的區(qū)域尺度重污染時間可用該機(jī)制進(jìn)行解釋。對長三角而言，同樣的減排強(qiáng)度，只要將減排時間點(diǎn)比正常預(yù)報重霾出現(xiàn)時間提前兩天，不僅可以減輕華北地區(qū)的污染，也有助于對隨后長距離傳輸?shù)闹匚廴具^程進(jìn)行削峰。

該研究首次發(fā)現(xiàn)在上千公里的空間尺度上，垂直方向的空氣污染—大氣邊界層反饋過程可以與大尺度天氣過程發(fā)生相互作用，并進(jìn)一步增強(qiáng)區(qū)域間的污染傳輸。該研究進(jìn)一步證明了我國獨(dú)特環(huán)境條件下大氣復(fù)合污染成因的復(fù)雜性和非線性。一方面，僅基于地表觀測的認(rèn)識還不足以充分認(rèn)識大氣復(fù)合污染的成因，也不能充分認(rèn)識大氣復(fù)合污染成因;另一方面，基于傳統(tǒng)數(shù)值模式的區(qū)域源解析尚不足以精確評估污染的跨界傳輸。未來大氣復(fù)合污染既需要進(jìn)一步加強(qiáng)天空地一體化監(jiān)測，同時也需要進(jìn)一步優(yōu)化計算機(jī)模式的物理化學(xué)過程刻畫以提高空氣質(zhì)量預(yù)報時效，只有這樣才能真正做到“科學(xué)治霾、精準(zhǔn)治霾”。

關(guān)鍵詞： 霧霾跨區(qū)域傳播機(jī)制