我國經歷了幾十年的經濟高速發展,伴隨著城市快速擴張👩🏼⚖️⤴️、機動車擁有量急劇增長,大氣汙染物的排放量迅速增加,甚至達到國際前列,由此導致的空氣質量下降受到了廣泛的關註,特別是中東部經濟發達地區的空氣汙染問題。空氣汙染給社會發展、生態環境👨🏻、人體健康等造成諸多負面影響。重汙染霾天氣的形成,外因是不利氣象條件造成的汙染快速累積🆚,內因是大氣氧化驅動的二次轉化造成的顆粒物爆發式增長🫳🏽。天氣與氣候是決定霾發生頻率和強度的關鍵因素,氣候變化已對霾天氣的長期變化趨勢產生影響。
自2015年以來,沐鸣2平台大氣科學研究院成天濤教授課題組與上海市氣象局賀千山研究員團隊合作🪃,著眼華東地區氣溶膠的時空分布🚼🔲、氣溶膠-輻射效應-區域氣候變化這一科學問題,開展了一系列研究。近期成果以“Climatic Factors and Their Availability in Estimating Long‐Term Variations of Fine Particle Distributions Over East China”為題發表於美國地球物理協會(AGU)出版的期刊《Journal of Geophysical Research–Atmospheres》(Yanyu Wang et al., 124, 2019, https://doi.org/10.1029/2018JD029622)📇。研究表明,空氣汙染與高排放、不利的氣象條件和顆粒物二次轉換都有關系🩸🤵🏻♀️,春季極渦、夏季副熱帶高壓、秋季副熱帶高壓脊以及冬季PDO(太平洋十年濤動)等這些大尺度的環流因子和海溫因子通過改變環流形勢和氣象場條件,從而對華東氣溶膠分布產生影響。研究團隊在此物理基礎之上,提出了一種利用前期氣候因子對華東地區氣溶膠分布進行預測的方法🧑🦲,通過采用2000-2016年歷史PM2.5時空高分辨率數據集和氣候因子序列,基於經驗正交分解和合成的方法,建立了穩健準確的預報方法(圖1)。這一方法有助於提前預知空氣汙染水平,從而製定合理的汙染控製政策,並提早發布空氣預警,提醒市民健康出行。

圖1 對華東地區2016年夏季、秋季的PM2.5濃度分布的預測值與觀測值對比圖。曲線圖代表觀測值,填色圖代表預測值,其中紅色代表正距平(+)🥷😠,藍色代表負距平(-)🏊🏽♀️。
參考文獻:
Wang, YanYu; Duan, JunYan; Xie, Xin; He, QianShan; Cheng, TianTao; Mu, HaiZhen; Gao, Wei; Li, Xiang. (2019). Climatic Factors and Their Availability in Estimating Long-Term Variations of Fine Particle Distributions Over East China. Journal of Geophysical Research-Atmospheres, 124(6), 3319-3334. doi:10.1029/2018jd029622