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      城市環境研究所在大氣污染形成與機制方面取得進展

      03-03 297

      中國科學院城市環境研究所大氣污染控制化學研究組(陳進生研究團隊)發現的重要成果:西太平洋副熱帶高壓的短時移動將造成局地大氣細顆粒物(PM2.5)的濃度變化,影響PM2.5的形成過程和機制。研究成果以The air pollution governed by subtropical high in a coastal city in Southeast China: Formation processes and influencing mechanisms為題發表在Science of the Total Environmental上,吳鑫博士生為第一作者,陳進生研究員及李夢仁助理研究員為共同通訊作者。該研究得到國家自然科學基金(41575146)、國家重點研發項目(2016YFC02005、2016YFE0112200)、中國科學院“創新交叉團隊”項目、及中國科學院城市環境研究所青年人才領域前沿項目(Y8L0221B20)的資助。

      西太平洋副熱帶高壓是影響我國大部分地區的大型天氣系統之一,也是制約大氣變化、控制熱帶及副熱帶地區的重要環流之一。秋季和夏秋之交是副熱帶高壓東退南移的時間,此時副熱帶高壓的西部常伴有低槽東移。副熱帶高壓邊緣的近地面存在不穩定能量,上升運動發展較快。如果此時地面存在排放源或污染物,且空氣中濕度較大,將會形成污染過程。

      此次污染過程的觀測依托中國科學院城市環境研究所大氣環境觀測超級站的多參數、立體、高時間分辨率設備,對大氣的氣象條件、污染物濃度、化學組分、光學特性進行全方位觀測,探討副熱帶高壓移動對大氣細顆粒物的影響及污染過程的形成過程與影響機制。結果表明:副熱帶高壓的短時移動主導了此次污染過程。副熱帶高壓在波動階段的弱輻散導致顆粒物更容易懸浮,同時副熱帶高壓帶來的高溫晴熱天氣促使大氣氧化劑Ox濃度升高,進一步促進了二次氣溶膠的生成。有機物OM和二次無機離子SO42-、NO3-和NH4+是此次污染過程中PM2.5的主要組分,其中SO42-主要有氣體前體物經由氣相反應生成,而NO3-則由氣相反應和液相/非均相反應共同生成。NO3-和NH4+是PM2.5生成的內在因素。PM2.5中的二次組分濃度升高導致大氣消光系數增加,能見度下降。在副熱帶高壓波動的過程中,伴隨著氣溶膠逐漸老化,消光系數逐漸增加,能見度降低,污染逐漸加??;當副熱帶高壓中心重新控制該區域后,副熱帶高壓中心的大氣通透性較好,具備垂直擴散的條件,污染物濃度下降,此次污染過程結束。

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