中国环境科学

作者：钱朋, 朱彬, 刘慧敏, 蒋伊蓉, 张建康, 高美美, 康磊

单位：1. 南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心, 中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 江苏 南京 210044;2. 陕西省气象局秦岭与黄土高原生态环境气象重点实验室, 陕西 西安 710016;3. 榆林市气象局, 陕西 榆林 719000

关键词：O3,NO2,海拔高度,光化学反应,夹卷,背景浓度

基金：国家自然科学基金资助项目(92044302),陕西省气象局秦岭和黄土高原生态环境气象重点实验室2020年面上项目(2020G-5),榆林市科技局2020年技术研发项目(YF-2020-030)

利用2017~2019年中国生态环境监测总站逐小时地面臭氧(O3)和二氧化氮(NO2)数据, 结合再分析气象数据集,分析了从汾渭平原至黄土高原三个不同海拔高度的典型城市郊区(西安:500m、榆林:1100m和鄂尔多斯:1300m)O3浓度的季-月-日变化特征,以及导致三地O3浓度差异可能的化学和气象成因.结果表明:与其他季节比较,夏季三地的O3浓度都较高且差值较小,其中西安昼间O3的净增量最大、夜间净减量也最大且前体物NO2浓度最高,说明西安夏季白天O3光化学反应最强烈、夜间NO滴定O3效应也最强,榆林其次、鄂尔多斯最弱;冬季三地的O3浓度都较低且差异较大,其中西安最低、鄂尔多斯最高,可能是由于冬季白天光化学反应都弱、夜间NO滴定O3效应差异和高海拔地区背景O3浓度高共同导致的,反映了三地O3浓度水平差异不仅受不同NOx水平下局地化学作用影响,还由区域背景值决定.分析还发现,高海拔的鄂尔多斯和榆林二地O3浓度在上午升高的速率快于西安,与二地边界层向上发展的速率一致,可能是由于此时的夹卷效应将高海拔自由对流层的高背景O3向下湍流输送所致.在每个季节雨天夜间,三地的O3浓度均高于其阴、晴天,但是这一差异在西安较弱,而在榆林和鄂尔多斯较强,这进一步意指高海拔地区近地面O3在雨天夜间更强烈地受到高浓度背景O3的影响,一方面是通过降水的拖曳作用,另一方面是因为雨天夜间NO的滴定作用减弱.本研究通过长期观测资料分析,推测了不同海拔高度对近地面O3的影响机制,还需在更多地区进行分析和利用模式开展验证.

来源：2023年第1期

《中国环境科学》期刊编辑部

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