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

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：杜楠,陈磊,廖宏,朱佳,李柯

单位：南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室, 北京 100084,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044,南京信息工程大学环境科学与工程学院, 江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室, 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心, 南京 210044

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,