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助力科学治霾 国内高校揭示雾霾跨区域传播机制

发布日期:2020-06-09  作者:admin  来源:未知
 

  南京大学揭示雾霾跨区域传播机制

【科技前沿】 

以PM2.5为特征的大气复合污染是中国东部地区面临的一个重要环境挑战。在重污染发生期间,了解污染的跨界传播和局部贡献是预防和控制空气污染的关键,这对科学采取适当措施实现“精确控制霾”尤为重要。最近,南京大学大气科学学院丁和傅研究团队与江苏省气候变化合作创新中心的最新研究成果揭示了一种新的机制,即通过相互作用促进京津冀长三角城市群秋冬重霾污染的跨境传播。同时,提出了缓解这种区域相互作用的新思路,以实现科学的霾控制。这项研究的相关结果最近在《自然—地球科学》发表,题目是“气溶胶-边界层相互作用增强中国空气污染的跨区域传播”。

南京大学大气科学学院院长丁表示,自2013年实施“清洁空气行动计划”(“国家十条”)以来,中国东部地区的空气质量有了显著改善,但即使在许多城市严格减排的情况下,有时仍会发生重霾污染事件。以2017年底至2018年初为例,华北和华东地区发生了一次大范围的重霾天气。基于各种观测数据和数值模型模拟,研究发现,华北地区污染事件似乎受到区域污染远距离传播的影响,而事实上,华北地区前期严重霾日的静态稳定气象条件受到长江三角洲等地特定污染排放的显著影响。

研究发现,具有较强太阳辐射吸收特性的黑碳气溶胶区域排放可以快速输送到京津冀边界层的上层,通过气溶胶-边界层相互作用改变京津冀地区的气象条件,强化形成静止稳定的天气(即边界层上层变暖、下层变冷的“圆顶效应”);与此同时,边界层温度下降引起的相对湿度增加显著促进了二次粒子的产生,从而加剧了华北地区的污染。在随后的冷锋影响下,区域性的浓雾向南移动,影响整个东部地区,包括长江三角洲。研究发现,自2013年以来,18个类似的区域性严重污染时间可以用这一机制来解释。对于同等减排强度的长三角地区,只要减排时间点比正常的重霾预报时间提前两天,不仅可以减少华北地区的污染,而且有助于削减远距离传输重污染过程的峰值。

这项研究首次发现,垂直空气污染-大气边界层反馈过程可以与数千公里的空间尺度上的大规模天气过程相互作用,并进一步加强区域之间的污染传播。本研究进一步证明了中国特殊环境条件下大气复合污染成因的复杂性和非线性。一方面,仅仅基于地面观测的认识不足以完全理解大气复合污染的成因,也不能完全理解大气复合污染的成因;另一方面,基于传统数值模型的区域污染源分析不足以准确评价污染的跨界传播。今后应进一步加强对天空的综合监测,进一步优化计算机模型的物理化学过程表征,提高空气质量预测的及时性。只有这样才能真正实现“科学的雾度控制和准确的雾度控制”。

(本报记者 苏雁)