近日，AEMC团队在《中国环境科学》期刊发表题了为“多维视角下航空排放对我国大气环境的影响评估”的最新研究成果。

       本研究基于2019年我国航空排放清单，利用CAMx模式，在全面考虑巡航阶段排放的基础上，量化航空排放对我国大气环境的影响。研究进一步探讨了不同飞行阶段排放对污染物浓度的相对贡献及其在垂直高度上的分布特征，以期为航空排放的科学评估提供系统支持，并为政策制定者优化航空排放管理策略提供科学依据。

第一作者：马思萌

学生一作：汤慧娟（2023级硕士生）

通讯作者：韩博 教授

通讯单位：中国民航大学交通科学与工程学院，中国民航环境与可持续发展中心

期刊：中国环境科学（EI 源刊、T1级期刊）

网络首发日期：2025.8.18

资助项目：国家自然科学基金项目(42305192, U2133206); 生态环境部机动车污染控制与模拟重点实验室开放基金资助项目（VECS2024K06）

DOI：https://doi.org/10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20250818.002

01研究背景

       随着我国航空运输量快速增长，飞机排放的NO_x、CO、SO₂、HC和PM_2.5等污染物不断增加，既加剧空气污染，也威胁人体健康。起降阶段因位于大气边界层内，对城市空气质量影响突出，而巡航阶段排放的污染物通过大气传输和化学反应对地面空气质量产生间接影响，特别是通过促进地面O₃以及PM_2.5的形成，导致空气污染进一步加剧。这些污染物的产生对广域范围内的人群健康会构成风险，尤其是在非机场区域，其影响不容忽视。

02研究方法

       本研究采用WRFv4.0-CAMxv7.0大气化学传输模式对中国区域内的大气污染物进行模拟，采用CAMx模式的源追踪技术量化中国航空排放对PM_2.5和O₃的浓度贡献。模拟采用Lambert投影坐标系，X和Y方向中心坐标分别为北纬37°和东经103°，两条真纬度分别为北纬30°和北纬60°。采用单层网格模拟，网格水平分辨率为36 km，网格数为155×123，覆盖了中国34个省、自治区、直辖市，模拟区域如图1所示。

图1 WRF-CALPUFF模型的模拟区域

03研究结果

3.1航空排放对地面PM_2.5和O₃浓度总体贡献

       2019年航空排放对我国地面PM_2.5和O₃的年均浓度贡献分别为0.045 μg/m³和0.26 μg/m³，占比分别为0.18%和0.79%。PM_2.5贡献在冬季更高，主要集中于中东部和南部地区；O₃贡献在夏季更显著，高值区分布于华中、华东和华南。总体来看，航空排放对我国地面污染物浓度的影响呈现出明显的区域性和季节性差异。

图2 我国航空运输排放对地面PM_2.5和O₃的浓度贡献

3.2 不同飞行阶段航空排放对PM_2.5和O₃的浓度贡献

       不同飞行阶段的航空排放对地面污染物贡献存在显著区域差异。整体而言，航空排放对地面PM_2.5浓度贡献的影响主要集中在起降循环阶段，而巡航阶段由于排放高度较高，其污染物经大气垂直扩散后对近地面的直接影响相对有限。而地面O₃浓度贡献主要来源于巡航阶段排放，显示出飞机在高空巡航阶段对地面O₃浓度的显著影响需要重点关注。

图3 我国航空运输排放对各地区PM_2.5和O₃浓度贡献中各飞行阶段占比

3.3 航空排放对PM_2.5和O₃的浓度贡献的垂直分布特征

       航空排放对不同垂直高度上PM_2.5和O₃浓度贡献呈现出显著的季节性和区域性差异，这些差异主要由航空排放的高度分布、气象条件以及光化学反应效率共同决定。在夏季，华东、中南和西南地区浓度贡献占比在5~9 km高度层达到峰值，而冬季浓度贡献峰值则集中于0~2 km的低层。相比之下，冬季新疆和西北地区污染物浓度贡献主要积聚在低层（＜1 km），其中PM_2.5和O₃浓度贡献峰值占比分别高达9.1%和5.9%；而在夏季，受沙尘影响，西北地区PM_2.5浓度贡献在~4 km高度层出现短期突增。

图4 按区域和季节划分的全航段排放对PM_2.5和O₃垂直层浓度贡献占比

04小结

       基于2019年我国民航飞行排放清单，利用CAMx模式评估了航空活动对大气环境的影响。结果显示，航空排放对地面PM_2.5和O₃的年均贡献呈现明显的区域性和季节性差异：冬季对PM_2.5影响更大，而夏季则因光化学反应活跃促进了O₃生成。航空排放对地面PM_2.5浓度的影响主要集中在起降循环阶段，而O₃主要来源于巡航阶段排放。垂直分布上，夏季污染物在5~9公里高度形成峰值，而冬季则主要聚集在近地层，尤其新疆和西北地区差异更为突出。这表明航空排放的环境效应不仅与季节密切相关，还受到区域特征和气象条件的共同影响。