青藏高原拉薩本地污染源對(duì)大氣污染物貢獻(xiàn)的模擬量化研究
青藏高原是一個(gè)人類活動(dòng)相對(duì)有限的地區(qū)，對(duì)區(qū)域和全球氣候變化的響應(yīng)非常敏感。本研究通過使用區(qū)域化學(xué)傳輸模型（WRF-Chem）模擬評(píng)估青藏高原拉薩市污染物濃度及來源情況。結(jié)果表明拉薩本地的人為排放對(duì)城市空氣質(zhì)量有很大影響，值得進(jìn)一步關(guān)注。
如圖1，觀測結(jié)果表明，拉薩的空氣污染物濃度（CO、NO2、SO2和PM2.5）與中國東部地區(qū)相當(dāng)。這表明青藏高原城市地區(qū)受到了嚴(yán)重的污染。本研究表明WRF-Chem模型采用標(biāo)準(zhǔn)排放清單模擬拉薩市2016年8月CO、SO2和PM2.5的表面濃度分別被低估59%、92%和79%。
圖1 | 2016年8月3日至8月15日，中國東部地區(qū)和拉薩的CO、NO2、SO2和PM2.5平均表面濃度的觀測（紫色）和模擬（綠色）的比較。模式采用未調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物排放清單。其中，“SIM-27”、“SIM-3”分別代表空間分辨率為27km、3km的模擬。
圖2表明，模型低估拉薩市大氣污染物的主要原因是目前的人為排放清單可能對(duì)拉薩市的CO、SO2和PM2.5的排放量低估了80%。研究強(qiáng)調(diào)了在研究期間當(dāng)?shù)厝藶槲廴疚锱欧帕繉?duì)青藏高原城市地區(qū)空氣質(zhì)量的重要性。
圖2|2016年8月3日至2016年8月15日拉薩市區(qū)在不同模擬情景下CO、SO2、PM2.5平均濃度的觀測和模擬比較。"OBS"表示觀測值；"SIM-3"表示分辨率為3km×3km的模擬；"SIM-3-Add"表示分辨率為3km×3km且增加了污染物排放源的模擬情景。誤差條表示標(biāo)準(zhǔn)偏差（黑線）。
數(shù)值敏感性模擬實(shí)驗(yàn)表明，中國東部和印度的空氣污染物的遠(yuǎn)距離傳輸對(duì)拉薩地區(qū)大氣污染物濃度的貢獻(xiàn)小于10%（圖3）。
圖3 | 百分比值表示印度人為排放源對(duì)拉薩污染物濃度的相對(duì)貢獻(xiàn)；（a）-（d）表示來自印度人為排放的CO、NO2、SO2和PM2.5的地表濃度空間分布及對(duì)拉薩的相對(duì)貢獻(xiàn)。（e-h）與（a-d）相同，但表示來自中國東部地區(qū)人為排放的大氣污染物地表濃度空間分布及對(duì)拉薩的相對(duì)貢獻(xiàn)。
如圖4所示，通過對(duì)比模式中不同排放強(qiáng)度（梯度增加排放量）和大氣污染物的線性關(guān)系表明，拉薩地區(qū)現(xiàn)有大氣污染物（CO、SO2和PM2.5）在排放源清單上分別被低估了85%、93%和88%。
圖4|2016年8月拉薩六個(gè)站點(diǎn)平均的CO、SO2、PM2.5排放強(qiáng)度與污染物濃度的關(guān)系，其中黑點(diǎn)代表按比例排放的模擬（空間分辨率為3km×3km），三角形、正方形代表輸入未調(diào)整的標(biāo)準(zhǔn)人為排放的模擬（空間分辨率分別為27km×27km、3km×3km）。藍(lán)線為擬合線，黑框表示擬合線的方程。紅點(diǎn)代表平均觀測濃度在擬合線上的位置。
本研究以“The Contribution of Local Anthropogenic Emissions to Air Pollutants in Lhasa on the Tibetan Plateau”為題發(fā)表于國際著名期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。暨南大學(xué)環(huán)境與氣候研究院碩士研究生陳淑青為論文第一作者，暨南大學(xué)環(huán)境與氣候研究院俞鵬飛教授和中國科學(xué)院大氣物理研究所卞建春研究員為通訊作者。該研究工作得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究-專題“大氣成分垂直結(jié)構(gòu)及其氣候影響”（2019QZKK0604）項(xiàng)目的資助。
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https://doi.org/10.1029/2021JD036202
作者：陳淑青俞鵬飛