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Atmospheric Chemistry and Physics (ACP): 揭示青藏高原内陆近地面臭氧变化特征和原因及区域代表性

时间:  2017-09-30 16:43  点击:  
  地表臭氧作为一种有毒污染物,同时也是第三大温室气体,其浓度及变化特征研究具有重要的科学意义。地表臭氧的来源包括人为来源和自然来源。青藏高原地区因其独特的地理位置及自然环境特征,成为大气环境过程与变化研究的天然实验场。平流层臭氧输入是青藏高原地表臭氧的重要来源之一。在青藏高原不同地区,平流层输入的发生时段及发生强度具有差异性,导致青藏高原各站点不同的地表臭氧变化规律。在青藏高原内陆,地表臭氧的来源和变化的影响因素不清楚,特别是平流层输入的影响,主要是缺少长期的地面观测数据。
 
  2017年9月25日,Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) 发表了中国科学院西北生态环境资源研究院(筹)冰冻圈科学国家重点实验室、青藏高原地球科学卓越创新中心康世昌团队与兰州大学和圣路易斯大学等合作研究成果 “Surface ozone at Nam Co in the inland Tibetan Plateau: variation, synthesis comparison and regional representativeness”,报道了青藏高原纳木错地区地表臭氧的季节和日变化及其来源。基于5年的持续观测研究发现,青藏高原内陆纳木错地区地表臭氧浓度平均值为47.6±11.6 ppb,其季节变化为春高冬季,主要受到长距离传输和平流层输入的影响,而其日变化为昼高夜低,主要受到区域环境,如大气垂直交换和光化学作用的影响。纳木错地区地表臭氧月平均高值出现时间晚于高原南部的NCO-P等站,而早于高原北部的瓦里关等站。这一成果对于研究青藏高原地区臭氧变化特征、规律及其影响具有重要意义,填补了内陆偏远地区地表臭氧缺乏长期监测的空白。同时也为青藏高原地区大气污染物传输过程研究提供了新思路。
 
  研究论文的第一作者为殷秀峰博士研究生,通讯作者为康世昌研究员和张强弓副研究员。该研究获得了国家自然科学基金(41371088、 41630754)和中国科学院B类先导专项(XDB03030504)的资助。
 
图1 纳木错站及青藏高原其他观测站点位置示意图(括弧内为该站点地表臭氧浓度(ppb))。
图2 纳木错地表臭氧(ozone)、向下短波辐射(SWD)、边界层高度(PBLH)及风速日变化(wind speed)。误差棒为95%置信区间。
图3 青藏高原各站点地表臭氧月变化(A,青藏高原北部:夏季高值型;B,青藏高原中部:春季高值型;C,青藏高原南部及喜马拉雅山南坡:春季高值型)。
 
图4 由ERA-Interim数据得到的2013年位于91°E(经过纳木错)月平均经向剖面图(20:00 UTC+8)。包括经向风(青色实线 m/s)、位势涡度(黄色实线 1,2,3,4位涡单位)、臭氧(填充色 ×106 kg/kg) 和位温 (红色实线 K),右侧颜色条示意臭氧浓度,黑色填充为青藏高原地形剖面,红点为纳木错边界层高度。
 

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