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北京市大气能见度改善的PM2.5消光阈值
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2017-10-24 | 【 【关闭】

  大气能见度是否改善、能否看到蓝天是公众感知大气污染程度的最直观指标,也是当前政府治理大气污染的关键目标。大气分中心基于北京市PM2.5PM10、气溶胶光学厚度AOD与混合层高度等气象要素数据研究发现,北京地区在不同季节或不同天气条件下,PM2.5的质量浓度相对于气溶胶消光存在敏感阈值;即,只有当PM2.5浓度低于其阈值,随着颗粒物质量浓度的下降,AOD才会明显下降,能见度显著提升。相反,在污染控制过程中,当PM2.5浓度高于阈值,污染调控措施将对大气能见度提升效果不显著。研究结果表明,北京市PM2.5消光阈值全年平均为63μg·m-3,春季最高,为74μg·m-3,其它三个季节阈值基本相当为54-56μg·m-3。北京市环保局2017年力争将PM2.5浓度控制在60μg·m-3左右,这一目标已接近消光浓度阈值,随着大气污染管控的进一步加强,北京市大气能见度将有望持续改善,公众将会见到更多蓝天。但鉴于春季与其它三个季节阈值相差达20μg·m-3,在目前实行分阶段、分目标控制非常必要。同时,研究发现在不同气团来向下,PM2.5消光阈值的变化范围可达55-77μg·m-3,表明在不利扩散条件下有必要加强对京津冀区域重点污染源的管控。PM2.5消光浓度阈值的提出,为北京地区大气污染的阶段性治理目标提供了科学依据。 

  此外,课题组2016利用中国区域气溶胶综合特性观测网(CARE-China构建全国典型区域PM2.5AOD线性相关方程(PM2.5=A*AOD+B)表明,在我不同区域、不同季节,由于气溶胶来源、化学成分与天气条件差异,导致PM2.5消光效率存在较大时空差异,全国范围A13-90南方斜率显著小于北方。在高湿的南方,气溶胶易吸湿增长,单位浓度PM2.5消光效率远高于北方。在污染治理实现蓝天的意义上,南方治理难度更大,北方首要任务是排放总量消减。鉴于不同条件下PM2.5的消光浓度阈值的不同,我国在控制PM2.5污染排放,提升大气能见度,实现蓝天计划方向,南北方城市及重点区域需根据实际情况制定适宜的PM2.5阶段性控制目标。 

  1. 不同条件下北京地区PM2.5质量浓度的消光阈值 

  

  2. 全国PM2.5AOD的线性相关方程分布特征 

  

  3. 全国PM2.5AOD相关性普适方程 (按照大气可降水量PWV分段绘图(aPWV<1.0; b1.0<PWV<2.5; c2.5<PWV 

  本研究由国家自然科学基金优秀青年基金与国家重点研发计划等资助完成: 

  1.Lingbin Kong, Jinyuan Xin*, Zirui Liu, Kequan Zhang, Guiqian Tang, Wenyu Zhang, Yuesi Wang, The PM2.5 threshold for aerosol extinction in the Beijing megacity, Atmos. Environ., 2017, 167, 458-465.

  2.Jinyuan Xin, Chongshui Gong, Zirui Liu, Zhiyuan Cong, Wenkang Gao, Song Tao, Yuepeng Pan, Yang Sun, Dongsheng Ji, Lili Wang, Guiqian Tang, Yuesi Wang; The observation-based relationships between PM2.5 and AOD over China; J. Geophys. Res. Atmos.; 2016, 121(18):10701-10716.

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