大气氨（NH₃）对环境和气候有重要影响。重点实验室林伟立教授团队协同中国气象科学研究院、北京市气象局等研究人员对2009年至2020年北京城区大气NH₃的观测数据进行了分析，研究了NH₃的长期变化特征以及对二次无机气溶胶（SIA）生成的影响，从而为大气NH3的控制策略提供科学参考。该论文《Atmospheric NH₃ in urban Beijing: long-term variations and implications for secondary inorganic aerosol control》于2024年8月发表在期刊《Atmospheric Chemistry and Physics》上，链接见文末。

研究结果：

2009-2020年间，北京城区大气NH₃浓度经历了先下降后升再降的趋势，卫星观测数据与地面观测在2018年前趋势相似，但2018年出现不同的变化趋势：卫星观测NH₃浓度继续上升，而地面观测浓度下降。除此之外，地面观测NH₃浓度变化趋势与NH₃排放清单的变化趋势也不一致，并验证了化学损失的变化对NH₃浓度趋势的影响有限。

图1 2009年6月~2020年7月北京城区NH₃浓度、NH₃排放量和卫星观测数据的长期变化趋势

气象要素能影响大气NH₃浓度。在已确定的因素中，有报道称温度与NH₃浓度呈正相关。在观测期内，北京市气温表现为夏季最暖，其次为春、秋、冬，NH₃排序也与之一致，但温度对于NH₃的长期变化趋势的影响有限。在日变化中，温度与NH₃浓度约有一半天数呈正相关，一半呈负相关；而绝对湿度与NH₃浓度在大多数观测日呈正相关。通过讨论风速风向对于NH₃浓度的影响发现，北京城区大气NH₃受到局部排放的影响最大。

图2 观测期内日温度与NH₃混合比(左)、绝对湿度与NH₃浓度(右)的相关关系

2013-2020年间，北京城区SIA浓度显著下降，但其在PM_2.5中的比例变化不大。2009年，硫酸盐是SIA的主要成分，但到2016年，硝酸盐成为主要成分；铵盐在SIA中的比例随时间增加。ISORROPIA II模型模拟结果显示，冬季SIA浓度对总硫和总氮变化呈线性响应，对总氨变化呈非线性响应；目前控制酸性气体排放仍是降低北京SIA浓度的首要方法。随着SO₂和NO_x排放控制的进展和减排成本的增加，未来可能应考虑减少NH₃排放。

图3 基于冬季观测的ISORROPIA模拟SNA质量浓度减少百分比（SNA减少百分比与总硫、总氮和总氨浓度减少百分比的对比）

文章链接：https://doi.org/10.5194/acp-24-9355-2024

撰稿：兰子濡；审校：林伟立