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  • 马晓丹,赵天良,胡俊,孙晓芸,张磊,单云鹏,刘端阳.南京地区一次臭氧污染过程的行业排放贡献研究[J].环境科学学报,2019,39(1):105-115

  • 南京地区一次臭氧污染过程的行业排放贡献研究
  • Modeling study on emission contributions to an ozone pollution episode in Nanjing
  • 基金项目:国家重点研发计划项目(No.2016YFC0203304);国家自然科学基金(No.91544109)
  • 作者
  • 单位
  • 马晓丹
  • 南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室, 气候与环境变化国际合作联合实验室, 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, 南京 210044
  • 赵天良
  • 南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室, 气候与环境变化国际合作联合实验室, 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, 南京 210044
  • 胡俊
  • 南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室, 气候与环境变化国际合作联合实验室, 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, 南京 210044
  • 孙晓芸
  • 南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室, 气候与环境变化国际合作联合实验室, 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, 南京 210044
  • 张磊
  • 南京信息工程大学, 气象灾害教育部重点实验室, 气候与环境变化国际合作联合实验室, 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, 南京 210044
  • 单云鹏
  • 1. 美国沙漠研究所, 大气科学科, 美国内华达州里诺市 89512;2. 美国内华达大学里诺分校, 大气科学系, 美国内华达州里诺市 89512
  • 刘端阳
  • 江苏省气象台, 南京 210008
  • 摘要:采用WRF-CHEM模式对南京地区春季一次臭氧(O3)污染过程进行了模拟及行业排放贡献分析.此次O3污染过程发生在2015年5月22—26日,南京地区一直处于地面高压控制的晴好天气之下,并于25日达到O3污染的峰值.模拟与观测的一致性指数IOA达到0.89,表征本次O3污染过程的模拟与观测结果的一致性较高.通过5类排放源(工业源、农业源、居住源、交通源、生物源)的敏感性试验,探究各行业排放源中O3前体物对近地面O3浓度的相对贡献.结果表明工业源在白天为持续正贡献,且在午后16:00时达到峰值,而交通源、居住源和农业源的贡献随气温的升高在白天由负贡献转为正贡献,并在18:00时左右达到峰值.在夜晚,O3则主要通过交通源排放的大量NO进行滴定消耗.在高O3浓度(≥200 μg·m-3)时,各人为排放源均为正贡献,工业源的贡献最大,达到50 μg·m-3,在低O3浓度(< 200 μg·m-3)时,交通源、居住源和农业源呈负贡献.生物源在人为排放源主导的南京城区O3污染过程中的贡献几乎为零.考虑到O3生成机制的复杂性,对于南京地区,减少工业源排放是控制O3污染的关键.
  • Abstract:Rapid growth of industrialization, transportation, and urbanization has caused increasing emissions of ozone (O3) precursors, enhancing the O3 formation and increasing the frequencies of O3 pollution events. A widespread and severe O3 pollution episode from 22 to 26 May 2015 under fine weather controlled by surface high pressure in Nanjing has been examined using the Weather Research and Forecasting model coupled to chemistry (WRF-CHEM) to evaluate contribution of various anthropogenic and biogenic sources to O3 pollution. The consistency index IOA of simulation and observation reached 0.89, indicating well model simulation in the temporal variations and spatial distributions of near-surface O3 concentrations. Using the factor separation approach, sensitivity studies have demonstrated the synergistic contribution of O3 precursors to the near-surface O3 in various industry emission sources in forming this episode. The results show that industrial sources contribute continuously and positively during the day, and peaked at 16:00 in the afternoon, playing the most important role in the O3 formation for the severe O3 pollution in Nanjing. While transportation sources, residential sources and agricultural sources changed from negative contribution to positive contribution with the increase of temperature during the day and peaked around 18:00. At night, ozone is consumed by titration primarily through a large amount of NO emitted from transportation sources. When the ozone concentration is higher than 200 μg·m-3, the contribution of each industry emission is positive, and the contribution of industrial source is the most, reaching 50 μg·m-3. When the ozone concentration is lower than 200 μg·m-3, sources of transportation, residential and agriculture contribute negatively. Besides, the contribution of biological sources to the O3 pollution process in the urban area of Nanjing is almost zero.

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