华东地区PM2.5浓度分布的气候影响因子及其预测方法
发布时间: 2019-10-31

       我国经历了几十年的经济高速发展,伴随着城市快速扩张、机动车拥有量急剧增长,大气污染物的排放量迅速增加,甚至达到国际前列,由此导致的空气质量下降受到了广泛的关注,特别是中东部经济发达地区的空气污染问题。空气污染给社会发展、生态环境、人体健康等造成诸多负面影响。重污染霾天气的形成,外因是不利气象条件造成的污染快速累积,内因是大气氧化驱动的二次转化造成的颗粒物爆发式增长。天气与气候是决定霾发生频率和强度的关键因素,气候变化已对霾天气的长期变化趋势产生影响。

       自2015年以来,复旦大学大气科学研究院成天涛教授课题组与上海市气象局贺千山研究员团队合作,着眼华东地区气溶胶的时空分布、气溶胶-辐射效应-区域气候变化这一科学问题,开展了一系列研究。近期成果以“Climatic Factors and Their Availability in Estimating Long‐Term Variations of Fine Particle Distributions Over East China”为题发表于美国地球物理协会(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,空气污染与高排放、不利的气象条件和颗粒物二次转换都有关系,春季极涡、夏季副热带高压、秋季副热带高压脊以及冬季PDO(太平洋十年涛动)等这些大尺度的环流因子和海温因子通过改变环流形势和气象场条件,从而对华东气溶胶分布产生影响。研究团队在此物理基础之上,提出了一种利用前期气候因子对华东地区气溶胶分布进行预测的方法,通过采用2000-2016年历史PM2.5时空高分辨率数据集和气候因子序列,基于经验正交分解和合成的方法,建立了稳健准确的预报方法(图1)。这一方法有助于提前预知空气污染水平,从而制定合理的污染控制政策,并提早发布空气预警,提醒市民健康出行。

1 对华东地区2016年夏季、秋季的PM2.5浓度分布的预测值与观测值对比图。曲线图代表观测值,填色图代表预测值,其中红色代表正距平(+),蓝色代表负距平(-)。


参考文献:

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