气候变化影响长三角地区光化学污染形成关键过程的多模式模拟研究

Global and regional climate change has a significant influence on ambient air quality. Studying of the effects of climate change on photochemical pollution over Yangtze River Delta region has both important scientific significance and application values. The results will be benificial to understand the status of atmospheric environment in the future and to make the reasonable pollution control countermeasure. The main purpose of this application is to quantify the impacts of climate change on the emission, transpotation, chemical transition and deposition of pollutants, and to discuss how to make a proper pollution control policy which takes the effects of climate change into account. The research mainly adopts the numerical simulation method. Natural emission estimate model, which includes vegetaion VOC emission, soil NOx emission, lightning NOx production, rice paddy CH4 emission, wetland CH4 emission and arobic vegetation CH4 emission, will be set up. It will be used to quantify emission variation due to global climate change. All WRF-CHEM, WRF-CMAQ, WRF-CALGRID, WRF-RegAEMS will be applied to simulate current and future pollution, in order to avoid the uncertainty caused by using single model system. Integrate Process Analysis method will be used in CALGRID, RegAEMS and CMAQ to detailedly study the change in emission, transportation, chemical transition and deposition. Photochemical product indictators will be introducted to investigate the sensitivity of ozone over YRD in different scenarios. It will help us understand the impacts of climate change on ozone pollution control policy. The outputs of this study may not only have concernful promotional effects to study climate and environment change in China, but also have profund significance to ecological civilization construction.

区域和全球气候对环境空气质量有着重要影响。研究气候变化对长江三角洲地区光化学污染的影响对于了解我国典型区域未来大气环境状况、合理制定臭氧污染控制对策具有重要的科学意义和实际应用价值。本项目旨在定量研究气候变化分别对污染物排放、输送、化学转化和沉降等关键过程的影响，以及这些影响对臭氧变化的相对贡献，探讨制定臭氧控制对策时如何有效适应气候变化。研究主要采用数值模拟手段，建立包括较全面前体物自然源类别的排放模型，定量气候变化对自然源的影响；利用多个三维空气质量模式系统模拟现在和未来的情景，减小不确定性；通过综合过程分析定量全球气候变化引起的污染形成各关键过程的变化及其对污染的贡献比重；通过指示因子法划分现在、未来不同情景下的臭氧控制区，由此了解气候变化对臭氧控制对策的影响。本项目对于完善我国气候和环境变化研究具有重要推动作用，对于我国生态文明建设具有深远意义。

区域和全球气候对环境空气质量有着重要影响。研究气候变化对长江三角洲地区光化学污染的影响对于了解我国典型区域未来大气环境状况、合理制定臭氧污染控制对策具有重要的科学意义和实际应用价值。本项目旨在定量研究气候变化分别对污染物排放、输送、化学转化和沉降等关键过程的影响，以及这些影响对臭氧变化的相对贡献，探讨制定臭氧控制对策时如何有效适应气候变化。研究主要采用数值模拟手段，建立包括植被VOC排放、土壤NO排放、闪电NOx排放、稻田CH4排放、植被CH4排放、湿地CH4排放等的较全面前体物自然源类别的排放模型，改进WRF城市冠层模型、CALGRID模型等；利用WRF-CALGRID、WRF-Chem、RegCM4等区域空气质量模型，定量气候变化对自然源的影响；利用模式系统模拟现在和未来的情景，减小不确定性；通过综合过程分析定量全球气候变化引起的污染形成各关键过程的变化及其对污染的贡献比重；通过指示因子法划分现在、未来不同情景下的臭氧控制区，由此了解气候变化对臭氧控制对策的影响。本研究发现2013至2017年长三角臭氧污染有加重趋势，区域臭氧污染事件频发，小风高温的天气条件易造成污染，台风系统对区域性臭氧污染有一定贡献。未来臭氧污染将进一步加剧，自然源排放将增加10%~25%，排放的增加将增加区域平均臭氧浓度。气象场的变化将改变臭氧的分布，多个模型均显示北部增加、南部减少，最大改变量超过15ppb。化学变化项在臭氧增加过程中起关键作用。H2O2/HNO3可用于划分不同情景下的臭氧控制区，未来部分VOC控制区会向NOx控制区转变。本项目对于完善我国气候和环境变化研究具有重要推动作用，对于我国生态文明建设具有深远意义。