全球变化背景下北京BVOCs排放变化的数值模拟研究

According to the emissions process of biogenic volatile organic compounds(BVOCs) is affected by the temperature and radiation, that its emissions would changes a lot under the global change, and will play an important role in tropospheric chemistry process of ozone and secondary organic aerosol formation. Thus, the study of BVOCs will be of great significance on the research of the regional air quality and climate feedback under the global change. This proposal based on the regional air quality model, coupled the biogenic emission model(BEIS & MEGAN) with the satellite vegetation data, and calculate on-line the effect of the temperature and radiation on the BVOCs emission, and establish the Beijing BVOCs emission inventory. In addition, the verification and evaluation on the model performance of ozone and aerosol in the regional air quality model coupled BVOCs models will be present. And then, based on the earth system model results in year 2100 for the furture scenarios (RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5), which have be published and would be used in IPCC 5th assessment report(AR5), this proposal will focus on the BVOCs emissions under the furture climate change, and the changes of the BVOCs emissions due to the changes of land use in the future.

由于生物源挥发性有机物（BVOCs）的排放过程受环境温湿度和辐射的影响，在全球变化背景下其排放正发生变化，并将对臭氧和二次有机气溶胶形成等对流层化学过程产生重要作用，因此开展BVOCs的研究对研究全球变化下区域空气质量及气候反馈效应具有重要意义。本项目拟采用耦合生物源排放模型(BEIS和MEGAN)的空气质量模式等数值模拟工具，结合卫星植被资料，在考虑温度、辐射等因素对BVOCs排放影响的条件下建立北京BVOCs排放源；并基于各方面的观测数据，验证评估耦合了生物源排放模型的空气质量模式对臭氧和气溶胶的模拟能力。采用IPCC第五次评估报告（AR5）2100年三种不同未来情景（RCP2.6、RCP4.5及RCP8.5）地球系统模式（BNU-ESM）结果，驱动上述已模拟验证的数值模拟工具研究不同气候变化情景下北京BVOCs排放变化，以及由于土地利用变化引起的BVOCs排放变化。

由于生物源挥发性有机物(BVOCs)的排放过程受环境温湿度和辐射的影响，在全球变化背景下其排放正发生变化，并将对臭氧和二次有机气溶胶形成等对流层化学过程产生重要作用，因此开展 BVOCs 的研究对研究全球变化下区域空气质量及气候反馈效应具有重要意义。本项目实现了生物源排放模型(BEIS和MEGAN)的本地化，分别结合收集获得的调查植被资料和MODIS、GLASS卫星植被资料，在考虑温度、辐射等因素对 BVOCs 排放影响的条件下建立北京 BVOCs 排放源，评估获得北京一年BVOCs排放总量为9.2～9.4万吨之间，相当于前人评估量进一步增加，也预示着全球变暖的大趋势有促进BVOCs增加的可能；同时，耦合了气象模式WRF、排放处理模型SMOKE和区域空气质量模式CMAQ，以此开展BVOCs对臭氧和气溶胶模拟验证工作，基于环境监测总站公布的2013年臭氧浓度数据验证了耦合生物源排放模型的空气质量模式对臭氧模拟验证，表明生物源的考虑可大大改善夏季臭氧峰值模拟效果，相当研究成果被用以支撑当前北京夏季臭氧峰值数值模拟预报以及北京市域产业布局研究等相关科研和业务工作中。