青藏高原地表臭氧變化受平流層臭氧侵入影響顯著
2023年9月11日，地球科學領域重要期刊ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS發表了第二次青藏科考任務六專題五“跨境污染物調查與環境安全”康世昌研究員團隊的研究成果“Surface ozone over the Tibetan Plateau controlled by stratospheric intrusion”，該研究揭示了青藏高原地表臭氧時間變化規律及其影響因素。
青藏高原是全球平流層侵入的熱點區域，近期很多地面監測站點研究觀測到了地表臭氧濃度升高，并提出了平流層入侵及跨境傳輸可能對地表臭氧產生影響。但在區域尺度上，地表臭氧變化與平流層侵入等貢獻因素之間的聯系仍不清楚。
“跨境污染物調查與環境安全”專題康世昌研究員團隊綜合分析了高原地表13個站點的地表臭氧含量變化，發現其存在規律性季節變化：青藏高原地表臭氧濃度在南部地區4月和5月達到峰值，而在北部6月和7月達到峰值。分析發現，青藏高原月地表臭氧峰值的遷移與對流層頂折疊和西風急流的同步運動相耦合，即有利于平流層臭氧侵入的條件。平流層臭氧侵入對青藏高原的地表臭氧有顯著貢獻，尤其是在峰值月份地表臭氧濃度較高的區域。WRF-chem模擬結果對長距離傳輸和局地光化學過程對高原地表臭氧影響貢獻程度進行了定量評估，佐證了平流層臭氧侵入對高原地表臭氧的主導作用。
論文第一作者為殷秀峰副研究員（中國科學院西北研究院），論文作者還包括中科院青藏高原研究所、南京信息工程大學、蘭州大學、中山大學、美國圣路易斯大學、德國波茨坦Helmholtz-Centre研究所的科研人員。該研究獲得了第二次青藏高原綜合科學考察研究（2019QZKK0605）、冰凍圈科學國家重點實驗室基金（SKLCS-ZZ-2023）、中科院西部之光、中科院青促會等項目的資助。
論文鏈接：https://acp.copernicus.org/articles/23/10137/2023/
圖1青藏高原2016-2021年地表臭氧觀測濃度月平均值（a）及站點分布（b）。
圖2 WRF-chem對青藏高原地表臭氧受長距離傳輸（set1）和局地光化學過程（set2）影響的模擬。
圖3 ERA-5數據計算青藏高原月平均經向風（a）和臭氧濃度（c）及對流層頂折疊頻率分布（b）。
圖4 青藏高原月平均地表O3濃度（a）、O3s（b）和O3s/O3（c）分布。