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北京城区大气NH3的长期变化特征及其对二次无机气溶胶控制的影响

编辑:李华   时间:2024-09-16   点击数:

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20248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。

1 20096~20207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。

2 观测期内日温度与NH3混合比()、绝对湿度与NH3浓度()的相关关系

2013-2020年间,北京城区SIA浓度显著下降,但其在PM2.5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SO2NOx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。

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


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