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Particuology 2010年第5期8卷 433-441页

作者： jiawei li {2. han key laboratory of Regional {2.-environment research for temperate east-asia (RCE-TEA) Institute of Atmospheric Physics Chinese Academy of Sdences Beijing China

Nine heterogeneous reactions （uptake of H2.2. HNO3, HO2. N2.5, NO2. NO3, O3, OH and SO2.on mineral aerosol surfaces） are incorporated into a Regional Air Quality Model System （RAQMS） to investigate their impacts on tropospheric chemistry in east {2. during the dust storm period in March 2.06. Comparison with observations shows the model system well represents the behaviors of the gaseous and aerosol species. Most of the reaction probability γvalues used for this study are the best estimation specifically for dust samples from deserts of china, derived from analysis of a number of recent laboratory studies. There are large variations in gas and aerosol concentrations while taking heterogeneous reactions on mineral aerosol surface into account, especially during dust storm events. The domain-averaged monthly mean percentage changes in SO2. NO2. O3, HNO3, NH3, total sulfate, total nitrate and total ammonium concentrations are -4.4%, -3.8%, -2.1%, -2..0%, 12.7%, 6.6%, 2..1%, and -9.5%, respectively below 3 km. These changes indicate the considerable perturbation of heterogeneous reactions on mineral aerosol surface to tropospheric chemical system and components. The strength of heterogeneous reactions is determined by both reaction probability and gas precursor concentration. Among the nine reactions, dust uptakes of HNO3, SO2. and N2.5 exert relatively large influences on the other chemical components, whereas the reactions regarding H2.2. HO2. and OH have little impacts.

关键词： Heterogeneous reactionMineral aerosolTropospheric chemistryNumerical simulationDust storm

A Modeling Study of Seasonal Variation of atmospheric Aerosols over {2. asia

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Advances in atmospheric sciences 2012年第1期29卷 101-117页

作者： li jiawei {2. zhiwei key laboratory of Regional {2.-environment research for temperate east asia Institute of Atmospheric PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029

In this study, a regional air quality model system （RAQMS） was applied to investigate the spatial distributions and seasonal variations of {2. aerosols in 2.06 over east asia. Model validations demonstrated that RAQMS was able to reproduce the evolution processes of aerosol components reasonably well. Ground-level PM10 （particles with aerodynamic diameter ≤10 μm） concentrations were highest in spring and lowest in summer and were characterized by three maximum centers： the Taklimakan Desert （-1000 μg m^-3）, the Gobi Desert （-400 μg m^-3）, and the Huabei Plain （- 300 μg m^-3） of china. Vertically, high PM10 concentrations ranging from 100 μg m-3 to 2.0 μg m-3 occurred from the surface to an altitude of 6000 m at 30°-45°N in spring. In winter, the vertical gradient was so large that most aerosols were restricted in the boundary layer. Both sulfate and ammonium reached their highest concentrations in autumn, while nitrate reached its maximum level in winter. Black carbon and organic carbon aerosol concentrations reached maximums in winter. Soil dust were strongest in spring, whereas sea salt exerted the strongest influence on the coastal regions of eastern china in summer. The estimated burden of anthropogenic aerosols was largest in winter （162. Gg） and smallest in summer （1040 Gg）. The sulfate burden accounted for -42. of the total anthropogenic aerosol burden. The dust burden was about twice the anthropogenic aerosol burden, implying the potentially important impacts of the natural aerosols on air quality and climate over east asia.

关键词： east asia aerosol components model simulation spatial distribution seasonal variation,column burden

中国地区生物质燃烧源排放的时空分布特征和排放清单比较

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气候与环境研究 2023年第5期28卷 495-508页

作者：郑元媛韩志伟吴涧李嘉伟云南大学大气科学系昆明650091 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候—环境重点实验室北京100029

生物质燃烧向大气中排放大量痕量气体和颗粒物,源排放清单是深入研究生物质燃烧环境气候效应的重要基础数据。利用全球火排放数据库GFED(Global Fire Emissions Database)、NCAR全球火排放清单FINN(Fire INventory from NCAR)和中国露... 详细信息

生物质燃烧向大气中排放大量痕量气体和颗粒物,源排放清单是深入研究生物质燃烧环境气候效应的重要基础数据。利用全球火排放数据库GFED(Global Fire Emissions Database)、NCAR全球火排放清单FINN(Fire INventory from NCAR)和中国露天生物质燃烧排放清单MEIC(Multi-resolution Emission Inventory for china),对2.08~2.17年中国地区生物质燃烧源排放的空间分布、季节和年际变化特征以及不同清单间的异同进行分析研究。3个清单都显示生物质燃烧释放的黑碳(BC)、有机碳(OC)、空气动力学粒径小于2.5μm的颗粒物(PM2.5)和一氧化碳(CO)在中国东北、长江和黄河下游之间地区和中国南方的排放量较高,与我国的主要农作物产地和森林地区分布一致。FINN清单排放量在华南地区与西南地区比其他两个清单高,而GFED清单排放量在长三角地区比其他两个清单排放量高。中国地区平均生物质燃烧排放量在春季出现峰值,而在不同的生物质燃烧地区峰值出现的季节不同,与各地农作物播种、收获时节和农耕习惯不同有关。2.08~2.17年,中国地区年平均生物质燃烧排放量的峰值主要出现在2.14年,但各地区峰值出现的年份明显不同,东北、华中/东、华南和西南地区分别在2.15年、2.13年、2.08年和2.10年排放量达到最大。对于BC、OC和PM2.5,GFED和MEIC清单中的排放量比较接近,而FINN中的排放量是GFED和MEIC中的2.3倍;3个清单中CO的排放量比较接近。2.14年生物质燃烧源排放与人为源排放的对比分析表明,所有物种中,生物质燃烧排放的OC和PM2.5相对于人为源排放量占比最大,3个清单中占比分别为9%~2.%和5%~16%,说明生物质燃烧排放的OC和一次PM2.5是中国气溶胶的重要来源。

关键词：中国生物质燃烧排放清单 GFED 清单 FINN 清单 MEIC 清单时空分布特征

秸秆燃烧对北京秋季气溶胶浓度和短波辐射影响的模拟研究

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气候与环境研究 2019年第3期24卷 369-382页

作者：何一滢韩志伟刘瑞婷李嘉伟成都信息工程大学成都610225 中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国气象局北京城市气象研究所北京100089

利用地面细颗粒物(PM2.5)浓度和气象常规观测资料、地基 AERONET观测资料、GFED生物质燃烧排放清单和大气化学-天气耦合模式WRF-Chem,模拟研究了华北地区2.14年10月气象要素和大气污染物的时空演变,重点关注北京10月7~11日的一次重霾事... 详细信息

利用地面细颗粒物(PM2.5)浓度和气象常规观测资料、地基 AERONET观测资料、GFED生物质燃烧排放清单和大气化学-天气耦合模式WRF-Chem,模拟研究了华北地区2.14年10月气象要素和大气污染物的时空演变,重点关注北京10月7~11日的一次重霾事件及其天气形势、边界层气象特征、输送路径、PM2.5及其化学成分浓度变化等特征,以及秸秆燃烧对华北和北京地区细颗粒物浓度和地面短波辐射的影响。与观测资料的对比结果显示,模式可以很好地模拟北京地区地面气象要素和PM2.5质量浓度,考虑秸秆燃烧排放源可以明显改进北京PM2.5浓度模拟的准确性,但在重度污染情况下,模式总体上低估气溶胶光学厚度和高估地面短波辐射。10月7~11日北京地区重霾事件主要是不利气象条件下人为污染物累积和区域输送造成,也受到华北地区南部秸秆燃烧的影响。河南北部、河北南部和山东西部大面积秸秆燃烧释放的气态污染物和颗粒物在南风的作用下输送至北京,秸秆燃烧对北京地区地面PM2.5、有机碳(OC)、硝酸盐、铵盐、硫酸盐和黑碳(BC)的平均贡献率分别为2..6%、36.8%、2..2.、2..6%、7.1%和19.8%,秸秆燃烧产生的气溶胶可以导致北京地面平均短波辐射最大减小超过2. W m^-2.约占总气溶胶导致地表短波辐射变化的2.%。

关键词：秸秆燃烧 GFED生物质燃烧排放清单 WRF-Chem模式细颗粒物(PM2.5) 气溶胶化学组分短波辐射

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北京春季沙尘和霾期间气溶胶的对比模拟研究

气候与环境研究 2020年第2期25卷 125-138页

作者：梁琳韩志伟李嘉伟李洁高艳武云飞中国科学院大气物理研究所东亚区域气候—环境重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 宁夏气象台银川750002

利用气象模式WRF驱动区域空气质量模式RAQMS,模拟研究了2.14年北京地区春季颗粒物及气溶胶化学组分的时空变化,对比分析了沙尘期(3月17日、2.日)和霾期(3月2.~2.日)的天气形势、气象要素和气溶胶化学组分特征,比较了沙尘和人为气溶胶表... 详细信息

利用气象模式WRF驱动区域空气质量模式RAQMS,模拟研究了2.14年北京地区春季颗粒物及气溶胶化学组分的时空变化,对比分析了沙尘期(3月17日、2.日)和霾期(3月2.~2.日)的天气形势、气象要素和气溶胶化学组分特征,比较了沙尘和人为气溶胶表面非均相化学反应对大气化学成分的影响及相对贡献。结果显示,模式对于气象要素、PM2.5、PM10及其化学组分具有较好的模拟能力,考虑了气溶胶表面非均相化学反应后明显提高了模式对PM2.5及气溶胶化学组分模拟的准确性。沙尘期间,沙尘对PM10质量浓度贡献占主导地位(50.7%),对PM2.5的贡献与有机气溶胶(OM)和人为排放的一次颗粒物(PPM)相当;霾期间,硝酸盐NO3-(2..6%)和OM(2..6%)对PM2.5的贡献最大,在PM10中NO3-、PPM和OM的贡献相当。沙尘期,粗粒子明显增加,在PM10中所占比例与细粒子相当,为45.5%;霾期,细粒子占主导地位,占PM10质量浓度的85.6%。非均相化学反应使沙尘期间硫酸盐(SO42.)和NO3-浓度分别增加16.9%和83.8%,使霾期间的SO42.和NO3–浓度分别增加14.5%和45.0%。2.14年3月,非均相化学反应使北京月均SO2.NO2.O3、SO42.、NH4+和NO3-的浓度分别变化了-2.5%、-5.7%、-3.4%、11.7%、18.6%和58.5%,本文结果表明非均相化学反应对二次无机气溶胶的生成有重要贡献。

关键词：北京沙尘霾气溶胶组分非均相化学反应