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科学西南商量院揭露青藏高原内陆近地面臭氧变化特点,原因及区域代表性

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地表臭氧作为有毒污染物,也是第三大温室气体,其浓度及变化特征研究具有重要科学意义。地表臭氧的来源包括人为来源和自然来源。青藏高原地区因其独特的地理位置及自然环境特征,成为大气环境过程与变化研究的天然实验场。平流层臭氧输入是青藏高原地表臭氧的来源之一。在青藏高原不同地区,平流层输入的发生时段及发生强度具有差异性,导致青藏高原各站点不同的地表臭氧变化规律。在青藏高原内陆,地表臭氧的来源和变化的影响因素有待研究,特别是平流层输入的影响缺少长期的地面观测数据。

青藏高原地区因其独特的地理位置及自然环境特征,成为大气环境过程与变化研究的天然实验场。近地表臭氧是有毒污染物,其来源包括人为来源和自然来源,平流层臭氧输入是青藏高原地表臭氧的重要来源之一。在青藏高原不同地区,平流层输入的发生时段及强度具有差异性,可能影响青藏高原各地区地表臭氧的变化规律。相较于高原边缘,高原内陆缺乏长期连续近地表臭氧观测和分析,对其来源和变化,特别是平流层输入的影响尚不清楚。

近日,中国科学院西北生态环境资源研究院冰冻圈科学国家重点实验室、青藏高原地球科学卓越创新中心康世昌团队与兰州大学和圣路易斯大学等合作研究成果以Surface
ozone at Nam Co in the inland Tibetan Plateau: variation, synthesis
comparison and regional representativeness
为题发表在Atmospheric
Chemistry and Physics

,报道了青藏高原纳木错地区地表臭氧的季节和日变化及其来源。科研人员基于5年的持续观测研究发现,青藏高原内陆纳木错地区地表臭氧浓度平均值为47.6±11.6
ppb,其季节变化为春高冬季,主要受到长距离传输和平流层输入的影响,而其日变化为昼高夜低,主要受到区域环境,如大气垂直交换和光化学作用的影响。纳木错地区地表臭氧月平均高值出现时间晚于高原南部的NCO-P等站,而早于高原北部的瓦里关等站。

近日,中国科学院西北生态环境资源研究院、中科院青藏高原研究所和中科院青藏高原地球科学卓越创新中心等多家国内外单位的合作研究成果,以Surface
ozone at Nam Co in the inland Tibetan Plateau: variation, synthesis
comparison and regional representativeness
为题,在线发表在Atmospheric
Chemistry and
Physics
上。论文基于高原内陆纳木错站连续5年的观测数据进行分析研究,发现近地表臭氧浓度平均值为47.6±11.6
ppb,其季节变化为春高冬季,主要受到长距离传输和平流层输入的影响;日变化为昼高夜低,主要受到区域环境,如大气垂直交换和光化学作用的影响。同时,论文综合分析了高原地区及北半球典型背景站点近地表臭氧变化的基本规律,发现纳木错地区地表臭氧月平均高值出现时间晚于高原南部的珠峰NCO-P等站,而早于高原北部的瓦里关等站。

该成果对研究青藏高原地区臭氧变化特征、规律及其影响具有重要意义,填补了内陆偏远地区地表臭氧缺乏长期监测的空白,也为青藏高原地区大气污染物传输过程研究提供了新思路。该研究获得国家自然科学基金、中国科学院B类先导专项的资助。

这一成果填补了高原内陆偏远地区地表臭氧缺乏长期监测的空白,对研究青藏高原地区臭氧变化特征、规律及其影响因素具有重要意义,也为青藏高原大气污染物传输过程研究提供了新思路。

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纳木错站及青藏高原其他观测站点位置示意图(括弧内为该站点地表臭氧浓度

图1.纳木错站及青藏高原其他观测站点位置示意图(括弧内为该站点地表臭氧浓度。

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纳木错地表臭氧、向下短波辐射、边界层高度及风速日变化(wind
speed)。误差棒为95%置信区间

图2.纳木错地表臭氧、向下短波辐射、边界层高度及风速日变化(wind
speed)。误差棒为95%置信区间。

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青藏高原各站点地表臭氧月变化(A,青藏高原北部:夏季高值型;B,青藏高原中部:春季高值型;C,青藏高原南部及喜马拉雅山南坡:春季高值型)

科学,图3.青藏高原各站点地表臭氧月变化(A,青藏高原北部:夏季高值型;B,青藏高原中部:春季高值型;C,青藏高原南部及喜马拉雅山南坡:春季高值型)。

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青藏高原各站点地表臭氧月变化(A,青藏高原北部:夏季高值型;B,青藏高原中部:春季高值型;C,青藏高原南部及喜马拉雅山南坡:春季高值型)

图4.由ERA-Interim数据得到的2013年位于91°E月平均经向剖面图(20:00
UTC+8)。包括经向风、位势涡度(黄色实线 1,2,3,4位涡单位)、臭氧(填充色
×106 kg/kg) 和位温
,右侧颜色条示意臭氧浓度,黑色填充为青藏高原地形剖面,红点为纳木错边界层高度。

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