第七届青年地学论坛

自2015年起，臭氧（O₃）便取代可吸入性细颗粒物（PM_2.5）成为了珠三角地区的首要空气污染物。四种常见的O₃污染评价指标，包括日最大8小时平均浓度（MDA8），日最大1小时平均浓度（MDA1），小时浓度的98%分位数（Perc98）以及日间平均值（DTAVG）均在2015-2019年间的暖季（3-11月）有所上升，增加比例（速率）分别为6%（0.516 ppb/yr），20%（2.014 ppb/yr），20%（2.034 pb/yr）和25%（1.22 ppb/yr）。根据单站MDA8 > 160μg/m³，由此筛选得到了研究时段中1,4,7和10四个月内，在珠三角地区发生的121个O₃污染事件（O₃ episode）。利用GEOS-Chem的伴随模型（adjoint），进一步对其中具有区域性污染特点（>= 2个城市且发生时间相近）的episode进行了后向敏感性分析。以O₃ 对氮氧化物（NO_x）的人为排放分量的敏感性为例，从空间分布可以看出，珠江口城市（广州、深圳、珠海、东莞、佛山、中山）和环珠江口城市（江门、肇庆和惠州）对本地排放和外来排放（对珠江口城市而言为来自环珠江口和非珠三角地区的排放，对环珠江口城市而言为来自珠江口和非珠三角地区的排放）的敏感性呈现出相反的特征，且没有明显的季节与年际变化趋势。结合O₃的生成机制（OFR）来看，珠江口城市由于经济发达和人口密集，多为VOC-limited控制区，而环珠江口城市由于暖季特别是夏季相对更多的植被VOC排放，多为NO_x-limited控制区，一定程度上能解释珠江口城市和环珠江口城市对于本地排放相反的敏感性变化。O₃对异戊二烯（ISOP）人为分量的敏感性在珠江口城市和环珠江口城市均呈现出大面积的正相关。从排放条件的变化来看，从2008年广东省政府实施“腾笼换鸟”政策以来，技术水平低下且排放强度较大的工厂从珠三角地区分批次地迁移至非珠三角地区，非珠三角地区的排放呈现出了逐年上升的趋势，在气象条件的作用下反过来又将污染物传输给珠三角地区。但是10 m风场变化与敏感性的空间分布之间没有很好的对应关系，说明在O₃ episode期间，10m风场对O₃污染的影响并不大，推测区域间的传输可能会更多地受到垂直输送和高空水平扩散的影响。此外，高度城市化会改变其中陆面使用的情况，进而影响污染物在其中的驻留时间。因此外来排放在珠江口城市的影响时间相对于环珠江口城市来说也会更长。

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