科研进展 | 全球对流层大气化学源-受体模式的发展及污染物跨界输送的高分辨率模拟

污染物的跨界输送问题一直是国际大气化学的研究热点，有许多不同的争论，存在很大的研究空间。对这一问题的深入研究可以为决策者提供更加可靠和有价值的科学数据，有利于环境外交。

由此，LAPC国家重点实验室叶倩博士、李杰研究员和王自发研究员等发展了污染物跨界输送在线评估方法，在自主发展的全球大气化学模式GNAQPMS基础上，构建了全球对流层大气化学源-受体模式。该模式可以在一次模拟中量化来自不同源区的多种污染物的贡献，避免化学转化过程中非线性误差的引入。此外，根据2018年全年的高分辨率模拟结果评估了模式的模拟性能，分析了O₃、非海盐硫酸盐、BC、PM_2.5的全球源受体关系，并与HTAP报告的结果进行了对比。结果表明，GNAQPMS模式可以较好再现全球及区域尺度对流层O₃、CO、气溶胶的空间分布及季节变化；地表O₃传输距离较远，对下风向地区的贡献不可忽略，跨界输送解释了东亚、南亚、欧洲、北美约35-60%的地表O₃浓度，欧洲生成的O₃可以通过北冰洋输送到北太平洋，贡献约在5-7.5%；BC与本地排放直接相关，每个源区主要影响自身和周边地区；对于非海盐硫酸盐，在东亚、南亚、欧洲、北美的边界层中，跨界输送的贡献约占15-30%。模拟估算的BC和非海盐硫酸盐的输送量低于2010年HTAP报告的估算值，但O₃结果基本在该范围内，这种差异可能与不同的模拟年份、排放清单、垂直和水平分辨率以及研究方法有关。这个模式为科学界与决策者之间建立了联系。

图1 源区对边界层中（a）非海盐硫酸盐；（b）BC和地表（c）O₃浓度贡献的空间分布（%）。

该研究基于地球系统数值模拟装置和区域高精度大气污染模拟分系统开展，研究结果发表在国际地学模式研发领域专业期刊《Geoscientific Model Development》上，研究得到国家自然科学基金（91744203、92044302和 41907200）等资助。

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