主要成果

基于更新的中国北方排放清单评估BC/OC的影响

随着中国北方地区快速发展,空气污染日趋严重，BC/OC的污染问题也越来越受到中国科学界和公众的关注。向社会和政策制定者提供准确的当前BC/OC大气组分浓度模拟以及未来可能的发展情况至关重要。实现这一目标的关键之一是使用最新的排放清单和基于该清单精确评估后的模型。

基于最新的排放清单，CRAES-CMAQ模型模拟了2018年1月1日至2018年12月31日中国区域空气污染物浓度（包括BC、OC, 、 O₃、SO₂、 NO₂、 PM_2.5、 PM₁₀和CO等）。图1为中国北方重点城市模拟的BC/OC月均浓度变化，中国北方重点城市的月均BC/OC浓度变化显示（图1），最新的排放清单模拟结果能很好地模拟中国北方地区的BC/OC浓度，且排放清单的高估情况以及模拟的污染物浓度高估情况能得到明显改善，模拟的BC/OC浓度呈现秋冬季高，春夏季低的变化趋势。图2为2018年期间模拟的BC和OC的年均值的空间分布，模拟的BC/OC空间分布趋势显示，京津冀及周边地区和东三省、西北部分城市的BC/OC浓度较高。京津冀地区的BC/OC的区域分布更广泛。在模拟区域， BC和OC的年均浓度分别小于25和４５微克每立方米。

图１ － 中国北方重点城市模拟的BC/OC月均浓度变化

图２ － 模拟的年均BC/OC浓度空间分布

基于项目中提供的最新的中国区域的污染物排放清单，也采用了OsloCTM3（一种全球化学传输模型）对空气污染物的浓度进行了模拟。通过使用最新的全球排放清单、社区排放数据系统2021版本（CEDSv21）进行模拟后，将测量结果与相应的模拟结果进行了比较和评估，模拟过程中我们用中国的新排放清单取代了CEDSv21的排放，世界其他地区的排放扔保留不变。图3显示了使用最新排放清单（上）和新排放清单与CEDSv21（下）之间的比率得出黑碳（BC）、一次有机气溶胶（POA）、硫酸盐和硝酸盐气溶胶的年平均负荷。

如图3所示，人口密度较高的中国东部地区的空气污染水平较高，而西部地区空气污染水平较低，这与排放的分布一致。我们注意到，在这些全球模拟中，虽然当地排放量占污染水平的主导地位，但在这些全球模拟中，一些污染物也会从印度等邻近地区传入中国。就整个中国而言，新清单中，除有机碳（OC）外，其它的物种的排放量均低于CEDSv21，降低的百分比从BC的总排放量的9%到SO2排放量的43%不等。与使用CEDSv21的模型模拟相比，使用新清单后的模拟结果中黑碳（BC）、硫酸盐和硝酸盐的区域平均大气负荷较低，但有机气溶胶的负荷较高。这些区域平均值的背后是区域排放的差异。例如，虽然新的排放清单的排放量降低，其中中国的硫酸盐负荷一直较低，但硫酸盐负荷在一些地区达到20-30%， BC和POA负荷在东北和西北部较高，甚至高达60-70%，但在东南地区则较低。因此，排放量的绝对数量和空间分布都会导致清单之间的差异，有时是相反的

图3: (上)用OsloCTM3（采用新的2018年中国排放结合CEDSv21其它地区排放）模拟的中国地区黑碳（BC）、一次有机气溶胶(POA)、硫酸盐和硝酸盐气溶胶的年平均大气负荷，和(下)分别用新的２０１８排放清单和CEDSv21的中国年排放量模拟的负荷比。