中国背景臭氧浓度变化对我国近地面臭氧长期趋势的影响
批准号:
42105103
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
卢骁
依托单位:
学科分类:
大气化学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢骁
中文摘要
近年来,我国大气细颗粒物污染治理取得显著成效,但臭氧污染呈现加重态势。控制臭氧污染不仅需要考虑我国本地人为污染物排放的贡献,还需要考虑自然排放及国外地区人为排放的贡献,即背景臭氧浓度的贡献。气候和人为排放格局的变化导致全球特别是东南亚等地区对流层臭氧自1995年以来显著上升。本项目聚焦中国背景臭氧浓度变化趋势的量化和归因,揭示上述变化在如何影响我国臭氧浓度,及在多大程度上抵消了我国通过人为减排控制臭氧污染做出的努力。本项目将探讨大气化学模型量化我国背景臭氧浓度的不确定性,并应用最新的全球污染物历史排放清单进行近25年的全球大气化学模拟,引入历史飞机、卫星观测臭氧数据作为模型结果约束,量化中国背景臭氧浓度自1995年来发生了怎样的变化并如何影响我国地面臭氧趋势,并通过敏感性试验和标记臭氧模拟等数值模拟技术解析关键影响区域和过程。项目结果将为评估全球臭氧变化及我国臭氧治理策略提供重要科学认识。
英文摘要
Surface ozone pollution over China is deteriorating in recent years even though remarkable improvement has been achieved for regulating fine particulate matters. Mitigation of ozone pollution requires the consideration of not only the Chinese local anthropogenic ozone enhancement, but also ozone from the natural sources and foreign anthropogenic emissions, i.e. the background ozone contributions. Changes in climate and global anthropogenic emission patterns have led to significant increases in global tropospheric ozone since 1995, especially in regions such as the Southeast Asia. The project aims to quantify the changes in Chinese background ozone concentration and their attributions since 1995, to reveal how these changes influence ozone over China and to what extent they offset our efforts to control ozone pollution through domestic anthropogenic emission reduction. This project will quantify the uncertainties in background ozone concentrations estimated from different chemical models, apply the latest historical global anthropogenic emission inventory in the model to simulate global ozone changes for nearly 25 years, and introduce the satellite and recently available IAGOS aircraft ozone observations to evaluate the model ability to reproduce historical ozone changes. The project thus then quantifies the changes in background ozone concentration over China since 1995, evaluates their contributions to the surface ozone trends, and analyzes the key regions and processes affecting ozone in China through a comprehensive set of sensitivity simulations and Tagged-Ozone techniques. The outcome of this project will provide important scientific insights for understanding global ozone changes and ozone regulation strategies in China.
近年来,我国臭氧污染呈现加重态势。臭氧来源的多样性及相对长的大气寿命,要求控制臭氧污染时不仅需要考虑本地排放贡献,还需要考虑自然排放及其他地区排放贡献,即背景臭氧浓度。在我国本地人为排放已显著下降的大背景下,厘清背景来源(境外人为源和天然源)对我国臭氧污染的影响尤为重要。本项目聚焦中国背景臭氧浓度变化趋势的量化和归因,开展了全球到东亚尺度大气化学模型模拟,引入历史飞机观测数据验证模式结果,量化了1995-2017年中国背景臭氧浓度的变化,揭示了影响我国地表臭氧浓度变化的驱动因子和关键区域。项目在4个方面取得了重要成果:(1)指出全球背景臭氧浓度在上升:1995-2017年间,全球对流层臭氧呈现整体上升趋势(平均约2.0 ppbv/decade),其中热带地区浓度增加最快;人为排放的变化是对流层臭氧增加的主要驱动力,使对流层臭氧每年增加0.5 Tg year-1,尤其是航空排放的增加对对流层臭氧增加的贡献占比超过一半;(2)追踪了外来源对我国臭氧趋势的贡献和过程:两个大气化学模式分别模拟到相对于1995年水平,我国夏季地表臭氧浓度增加了8.9和8.5 ppbv,其中人为排放所导致的增量为6.3-6.4 ppbv,示踪模拟结果显示,来自东南亚和印度的排放增加对我国臭氧的贡献正在上升,表明外来源对我国地表臭氧的影响需要受到重视;(3)改进并量化了天然背景源对我国地面臭氧的影响:改进了模型土壤活性氮排放机制,揭示了随着2013年以来人为化石燃料氮氧化物排放的下降,土壤排放生成臭氧的效率提高,这一效应使2013-2019年夏季华北平原地表臭氧浓度增加了3 ppbv。(4)揭示夜间臭氧变化新趋势:指出了臭氧污染背景下,我国夜间臭氧反向增加事件的年平均频率为41±10%,比欧洲和美国的站点高出46%,提出了白天边界层内大量臭氧化学生成为夜间残留层提供了丰富的臭氧源,在特定气象条件驱动下残留层中富臭氧空气混合到地面导致夜间臭氧增加的概念模型。项目成果厘清了1995年以来背景臭氧来源及其对我国臭氧长期趋势的影响,为我国深度减排背景下臭氧污染治理策略指定提供了科学依据。项目成果在PNAS,ES&T,ACP等期刊发表论文7篇。
短寿命温室气体演变归因
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:100.0万元
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批准年份:2025
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负责人:卢骁
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依托单位:
基于多源观测的2018-2021年全球大气甲烷加速上升归因反演研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2024
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负责人:卢骁
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依托单位:
全球湿地甲烷排放的反演优化及对大气甲烷和氧化剂年际变化的影响
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批准号:42375092
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项目类别:面上项目
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资助金额:50万元
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批准年份:2023
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负责人:卢骁
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依托单位:
基于卫星遥感和数值模型反演甲烷排放方法研究及其在广东省的应用
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:卢骁
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依托单位:
国内基金
海外基金