摘要:为探究暖季臭氧(O3)污染垂直分布特征及其影响因素,利用差分吸收臭氧激光雷达和相干多普勒测风激光雷达等对青岛市沿海地区2023年6—9月大气边界层2 km以内O3浓度和边界层风场开展长期连续观测,并基于O3输送通量垂直分布揭示可能的污染来源。结果表明:①观测期间共发生O3污染日24 d,O3-8 h浓度(O3日最大8 h平均浓度)平均值为(183±24)μg/m3,清洁日共98 d,O3-8 h浓度平均值为(118±30)μg/m3。O3污染过程多与升温过程密切相关,在较强太阳辐射和低相对湿度条件下更容易发生O3污染。②垂直方向上O3主要分布在1.0 km以下。清洁日各高度层日间和夜间O3浓度变幅较小,污染日各高度层O3浓度单峰型日变化特征显著,且日变化特征随高度升高而逐渐减弱。清洁日日间、夜间以及污染日夜间O3浓度垂直廓线均存在峰值,峰值浓度分别为(115±3)(112±2)和(130±3)μg/m3,峰值高度范围为400~650 m,可能与近地面NO滴定效应等消耗O3有关,也可能是残留层储存的日间高浓度O3或残留层O3水平输送导致,但污染日日间垂直廓线呈随高度上升而O3浓度逐步下降的特征,表明近地面前体物光化学生成是O3污染的主要来源。③当西北风和西南风更替、低空暖平流和较强下沉气流等大气条件发生时,有利于污染物累积和O3生成,从而引发O3污染。清洁日低空(近地面至600 m高度)受较为清洁的海洋气流影响,污染日受内陆方向气流影响。④污染日凌晨至上午受来自偏西、西南或西北上风向O3水平输送影响,高空O3伴随下沉气流向下混合,与本地排放前体物在日间高温、强太阳辐射等气象条件下生成的O3叠加,从而加剧地面O3污染,午后高浓度O3在较高水平风速影响下也可能向下风向地区输送。研究显示,O3污染防治不仅要做好本地前体物的精准管控,还要加强区域联防联控,从而实现空气质量持续改善。
文章目录
1 材料与方法
1.1 激光雷达观测资料
1.2 地面污染物浓度和气象要素
1.3 O3输送通量
1.4 后向轨迹聚类
2 结果与讨论
2.1 地面O3浓度变化特征
2.2 O3浓度垂直分布特征
2.3 O3浓度与边界层风场
2.4 O3输送通量及后向轨迹聚类
3 结论