青藏科考

青藏高原地表臭氧变化受平流层臭氧侵入影响显著

文章来源 :
2023-09-19 14:40
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2023年9月11日,地球科学领域重要期刊ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS发表了第二次青藏科考任务六专题五“跨境污染物调查与环境安全”康世昌研究员团队的研究成果“Surface ozone over the Tibetan Plateau controlled by stratospheric intrusion”,该研究揭示了青藏高原地表臭氧时间变化规律及其影响因素。

青藏高原是全球平流层侵入的热点区域,近期很多地面监测站点研究观测到了地表臭氧浓度升高,并提出了平流层入侵及跨境传输可能对地表臭氧产生影响。但在区域尺度上,地表臭氧变化与平流层侵入等贡献因素之间的联系仍不清楚。

“跨境污染物调查与环境安全”专题康世昌研究员团队综合分析了高原地表13个站点的地表臭氧含量变化,发现其存在规律性季节变化:青藏高原地表臭氧浓度在南部地区4月和5月达到峰值,而在北部6月和7月达到峰值。分析发现,青藏高原月地表臭氧峰值的迁移与对流层顶折叠和西风急流的同步运动相耦合,即有利于平流层臭氧侵入的条件。平流层臭氧侵入对青藏高原的地表臭氧有显著贡献,尤其是在峰值月份地表臭氧浓度较高的区域。WRF-chem模拟结果对长距离传输和局地光化学过程对高原地表臭氧影响贡献程度进行了定量评估,佐证了平流层臭氧侵入对高原地表臭氧的主导作用。

论文第一作者为殷秀峰副研究员(中国科学院西北研究院),论文作者还包括中科院青藏高原研究所、南京信息工程大学、兰州大学、中山大学、美国圣路易斯大学、德国波茨坦Helmholtz-Centre研究所的科研人员。该研究获得了第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0605)、冰冻圈科学国家重点实验室基金(SKLCS-ZZ-2023)、中科院西部之光、中科院青促会等项目的资助。

论文链接:https://acp.copernicus.org/articles/23/10137/2023/


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图1青藏高原2016-2021年地表臭氧观测浓度月平均值(a)及站点分布(b)。


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图2 WRF-chem对青藏高原地表臭氧受长距离传输(set1)和局地光化学过程(set2)影响的模拟。


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图3 ERA-5数据计算青藏高原月平均经向风(a)和臭氧浓度(c)及对流层顶折叠频率分布(b)。


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图4 青藏高原月平均地表O3浓度(a)、O3s(b)和O3s/O3(c)分布。