天津市持续高温强光照天气下臭氧污染差异性

作     者：肖致美 李鹏 孔君 高璟赟 徐虹 李丹 蔡子颖 杨宁 XIAO Zhi-mei;LI Peng;KONG Jun;GAO Jing-yun;XU Hong;LI Dan;CAI Zi-ying;YANG Ning

作者机构：天津市生态环境监测中心天津300191 天津市环境气象中心天津300074 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2023年第43卷第7期

页      面：3322-3330页

核心收录：

学科分类：07[理学] 070602[理学-大气物理学与大气环境] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：天津市科技计划项目(21YFSNSN00200) 国家自然科学基金资助项目(42177465) 

主　　题：天津 O_(3) 高温强光照 挥发性有机物(VOCs) O_(3)生成潜势(OFP) WRF-Chem 关键因子 

摘      要：为了解天津市的O_(3)污染,本文选取2022年8月1~4日和9月8~10日2次典型持续高温强光照过程,基于O_(3)浓度、前体物浓度和组分以及气象要素的观测数据,利用数值模式分析技术和标记法源追踪技术,分析2次典型时段O_(3)关键影响因素和变化特点.结果表明:大气扩散条件差异对前体物和O_(3)生成潜势(OFP)的影响,是2次高温过程O_(3)浓度差异的关键影响因素,50.6%通风系数差异,137.5%的NO_(2)浓度差异和6.4%的OFP差异导致8月1~4日未形成O_(3)超标污染,而9月8~10日出现持续O_(3)轻至中度污染.观测和数值模式在O_(3)成因分析上显示出较好的一致性,与8月1~4日相比,9月8~10日白天净生成O_(3)多2.04μg/(m^(3)·h),夜间O_(3)净损耗少0.88μg/(m^(3)·h),导致2次过程O_(3)浓度存在显著差异;此外,夜间热力抬升减弱以后,低压系统相比高压系统,更易于近地面O_(3)浓度降低,是2次持续高温过程O_(3)浓度差异的辅助原因.从2次过程和2022年夏季O_(3)污染特征分析,2022年O_(3)生成潜势除了受温度、紫外辐射等光化学指标影响外,也极大的受到大气扩散条件对前体物影响的制约,高温强光照天气条件下,7~9月通风系数与O_(3)浓度相关系数达0.61.随着PM_(2.5)和O_(3)协同控制的持续开展,低风速、低混合层以及通风系数这些用于分析PM_(2.5)污染的大气扩散指标,在O_(3)预测和防控中指示性将明显增强.