利用机器学习解析二次有机碳涨落贡献文章在Atmospheric Environment发表
发布时间:2025-09-17

针对广州市大气二次有机碳(SOC)的研究首次在城市层面揭示了其空间分布特征及形成机制。该研究基于2022年全年四个典型站点(城市、郊区和农村)每小时分辨率的大气碳组分数据,结合可解释机器学习技术,量化了不同因素对SOC浓度变化的贡献。
主要发现:
SOC浓度呈现明显的城市高于郊区的梯度分布,城市站点年均浓度约为2.77–3.68 μgC/m³,郊区及农村站点为2.16–2.45 μgC/m³。
光化学反应是城市和郊区SOC生成的主导因素,贡献率超50%,但在农村站点降至约30%。
气象条件与液相反应分别贡献约20%;农村站点初级排放对SOC的贡献显著升高(33%),主要源于老化城市污染团的区域传输。
船舶排放对沿海郊区站点SOC有显著影响,而两个城市站点的SOC对前体物(NMHC和O₃)的响应差异揭示了区域传输的不均匀性。
超过50%的SOC来自广州外部,凸显区域协同治理的重要性。
创新点:
首次在城市尺度运用可解释机器学习(CatBoost+SHAP)解析SOC来源,将影响因素归为光化学反应、液相过程、初级排放和气象条件四大类。
采用多站点同步观测和最小二乘(MRS)方法精准估算SOC,突破传统单点研究的局限。
量化了本地排放、区域传输和背景浓度的贡献,为精准治污提供科学依据。
该研究强调,未来大气治理需打破单一城市限制,构建区域协同防控策略。成果发表于《Atmospheric Environment》,第一作者为许潇健,为粤港澳大湾区空气质量精细化管控提供关键支撑。