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(guó)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(duì)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(ài)軍與符淙斌研究團(tuán)隊(duì)的最新研究成果，揭示了我國(guó)京津冀和長(zhǎng)三角兩大城市群秋冬季重霾污染通過(guò)相互作用增強(qiáng)跨界傳輸?shù)男聶C(jī)制，同時(shí)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(guó)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(zhǎng)丁愛(ài)軍介紹，自2013年“清潔空氣行動(dòng)計(jì)劃”(“國(guó)十條”)實(shí)施以來(lái)，我國(guó)東部地區(qū)空氣質(zhì)量有了顯著改善，但有時(shí)即使在很多城市從嚴(yán)減排情況下，重霾污染事件仍然時(shí)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(cè)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(lái)長(zhǎng)三角地區(qū)是受華北區(qū)域性污染的長(zhǎng)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(zhǎng)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(yáng)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(guò)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(shí)邊界層內(nèi)因降溫所導(dǎo)致的相對(duì)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(zhǎng)三角在內(nèi)的整個(gè)東部地區(qū)。研究發(fā)現(xiàn)，2013年以來(lái)有18個(gè)類(lèi)似的區(qū)域尺度重污染時(shí)間可用該機(jī)制進(jìn)行解釋。對(duì)長(zhǎng)三角而言，同樣的減排強(qiáng)度，只要將減排時(shí)間點(diǎn)比正常預(yù)報(bào)重霾出現(xiàn)時(shí)間提前兩天，不僅可以減輕華北地區(qū)的污染，也有助于對(duì)隨后長(zhǎng)距離傳輸?shù)闹匚廴具^(guò)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(guò)程可以與大尺度天氣過(guò)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(guó)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(cè)的認(rèn)識(shí)還不足以充分認(rèn)識(shí)大氣復(fù)合污染的成因，也不能充分認(rèn)識(shí)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(píng)估污染的跨界傳輸。未來(lái)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(cè)，同時(shí)也需要進(jìn)一步優(yōu)化計(jì)算機(jī)模式的物理化學(xué)過(guò)程刻畫(huà)以提高空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)時(shí)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