我国华北地区大气复合污染与气候变化的相互作用研究

Atmospheric compound pollution in north China area is extremely serious, which threaten human health and cause massive loss of national and regional social economy. Weather and climate change is an important factor of atmospheric compound pollution, and atmospheric compound pollution have effect on weather and climate change at the same time. The interaction between weather and climate change and atmospheric compound pollution is a complex and unsolved problem, which is also one of the frontier problems of atmospheric science and environmental science. Based on regional climate-atmospheric chemistry model and combined with meteorological data, reanalysis data and emission inventory, we will research the interaction between weather and climate change and.atmospheric compound pollution in north China area. Driving mechanism of air pollution under climate change background will be studied, and we will use atmospheric transmission model to analyze the effect on climate in north China region and contribution of atmospheric compound pollution. All of these will provide scientific bases for climate and environmental policies, and will raise the voice of our country in this field.

中国特别是华北区域的大气复合污染问题极端严重，对人类健康构成巨大威胁，造成全国和区域社会经济巨大损失。天气气候及其变化是大气复合污染形成的一个重要因素，同时大气复合污染同时也影响着这区域天气气候。天气气候与大气复合污染相互作用是一个复杂的和未解决的科学问题，是国际大气科学和环境科学的前沿问题。本研究将基于区域气候-大气化学模式，结合气象、再分析资料和污染物排放清单等多源数据，研究中国华北地区区域气候变化与大气复合污染的相互作用关系，特别是分析近三十年气候变化背景下大气污染的驱动机制，并结合大气传输模式研究大气复合污染对中国华北区域气候的影响及相对贡献，可以为我国制定应对气候变化和环境污染协同控制政策提供科学依据，同时也会增强我国在这一领域的话语权。

中国华北地区大气复合污染问题极端严重，对本区域人类健康构成巨大威胁，造成全国和区域社会经济巨大损失。天气气候及其变化是大气复合污染形成的一个重要因素，同时大气复合污染也影响着区域天气气候。天气气候与大气复合污染相互作用是一个复杂的和未解决的科学问题，是国际大气科学和环境科学的前沿问题。本研究基于气象、遥感、再分析资料等多源数据，分析中国华北地区大气复合污染的长期变化趋势及其与气候变化相互作用关系；利用气候系统模式，通过敏感试验，研究过去三十年大气复合污染物对气候变化的影响及相对贡献，分析气溶胶为主的大气复合污染所导致的气候模式模拟偏差及不确定性，揭示气溶胶气候效应在气候模式模拟中的关键作用；基于全球-区域嵌套气候环境模式系统，预估华北区域气候和大气复合污染长期变化趋势。主要研究成果如下，（1）揭示了华北及周边地区大气复合污染，特别是极端污染事件的变化趋势及辐射效应，指出2000-2020年华北地区复合污染的多年变化趋势主要是由硫酸盐气溶胶的变化所导致。（2）评估了CMIP5模式中气溶胶直接效应和间接效应对极端降水模拟能力的影响，揭示了气溶胶间接效应是提高模式对极端降水模拟能力的关键因素，指出现有CMIP5模式由于缺少气溶胶间接效应，导致其预估的极端降水存在被低估的可能。（3）预估了华北区域气候和大气复合污染的变化趋势。21世纪中期，RCP4.5和RCP8.5情景下，华北地区秋季总体污染物水平将略减小；高排放情景下，冬季AOD将略增加。但值得注意的是，严重污染天数在京津冀城市群呈现增加趋势，其中RCP8.5情景下年均增幅达到16 - 20天，RCP4.5情景下增幅为4 - 16天。研究指出，未来气候变化情景下降水和边界层高度的变化是影响大气污染空间变化的主要气象因素。本项目着眼于过去及未来中国华北地区气候变化与大气复合污染的相互作用关系，为我国制定应对气候变化和环境污染协同控制政策提供科学依据。