青藏高原拉萨本地污染源对大气污染物贡献的模拟量化研究
青藏高原是一个人类活动相对有限的地区，对区域和全球气候变化的响应非常敏感。本研究通过使用区域化学传输模型（WRF-Chem）模拟评估青藏高原拉萨市污染物浓度及来源情况。结果表明拉萨本地的人为排放对城市空气质量有很大影响，值得进一步关注。
如图1，观测结果表明，拉萨的空气污染物浓度（CO、NO2、SO2和PM2.5）与中国东部地区相当。这表明青藏高原城市地区受到了严重的污染。本研究表明WRF-Chem模型采用标准排放清单模拟拉萨市2016年8月CO、SO2和PM2.5的表面浓度分别被低估59%、92%和79%。
图1 | 2016年8月3日至8月15日，中国东部地区和拉萨的CO、NO2、SO2和PM2.5平均表面浓度的观测（紫色）和模拟（绿色）的比较。模式采用未调整的标准大气污染物排放清单。其中，“SIM-27”、“SIM-3”分别代表空间分辨率为27km、3km的模拟。
图2表明，模型低估拉萨市大气污染物的主要原因是目前的人为排放清单可能对拉萨市的CO、SO2和PM2.5的排放量低估了80%。研究强调了在研究期间当地人为污染物排放量对青藏高原城市地区空气质量的重要性。
图2|2016年8月3日至2016年8月15日拉萨市区在不同模拟情景下CO、SO2、PM2.5平均浓度的观测和模拟比较。"OBS"表示观测值；"SIM-3"表示分辨率为3km×3km的模拟；"SIM-3-Add"表示分辨率为3km×3km且增加了污染物排放源的模拟情景。误差条表示标准偏差（黑线）。
数值敏感性模拟实验表明，中国东部和印度的空气污染物的远距离传输对拉萨地区大气污染物浓度的贡献小于10%（图3）。
图3 | 百分比值表示印度人为排放源对拉萨污染物浓度的相对贡献；（a）-（d）表示来自印度人为排放的CO、NO2、SO2和PM2.5的地表浓度空间分布及对拉萨的相对贡献。（e-h）与（a-d）相同，但表示来自中国东部地区人为排放的大气污染物地表浓度空间分布及对拉萨的相对贡献。
如图4所示，通过对比模式中不同排放强度（梯度增加排放量）和大气污染物的线性关系表明，拉萨地区现有大气污染物（CO、SO2和PM2.5）在排放源清单上分别被低估了85%、93%和88%。
图4|2016年8月拉萨六个站点平均的CO、SO2、PM2.5排放强度与污染物浓度的关系，其中黑点代表按比例排放的模拟（空间分辨率为3km×3km），三角形、正方形代表输入未调整的标准人为排放的模拟（空间分辨率分别为27km×27km、3km×3km）。蓝线为拟合线，黑框表示拟合线的方程。红点代表平均观测浓度在拟合线上的位置。
本研究以“The Contribution of Local Anthropogenic Emissions to Air Pollutants in Lhasa on the Tibetan Plateau”为题发表于国际著名期刊《Journal of Geophysical Research: Atmospheres》。暨南大学环境与气候研究院硕士研究生陈淑青为论文第一作者，暨南大学环境与气候研究院俞鹏飞教授和中国科学院大气物理研究所卞建春研究员为通讯作者。该研究工作得到了第二次青藏高原综合科学考察研究-专题“大气成分垂直结构及其气候影响”（2019QZKK0604）项目的资助。
【原文链接】
https://doi.org/10.1029/2021JD036202
作者：陈淑青俞鹏飞