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长三角地区重霾事件成因:生物质燃烧与大气气溶胶

时间:2023-09-24 理论教育 版权反馈
【摘要】:2009年5月28日—6月3日期间,长三角发生了一次区域性重霾事件,大气能见度仅在极低的1.5~8.2 km范围。卫星观测提供了探讨此次污染事件可能来源的一些有用信息。不管怎样,卫星反演的“热点”信号和火点相对一致的空间分布,说明生物质燃烧是这次长三角发生重霾的主要原因。作为下风向地区的长三角,必然也会受到上风向地区生物质燃烧气溶胶传输的影响。

长三角地区重霾事件成因:生物质燃烧与大气气溶胶

2009年5月28日—6月3日期间,长三角发生了一次区域性重霾事件,大气能见度仅在极低的1.5~8.2 km范围。卫星观测提供了探讨此次污染事件可能来源的一些有用信息。如图48-1(a)所示,MODIS传感器探测到的火点(即探测到的非正常的陆地地表温度,在图中以黑点表示),主要分布在上海市和江苏省南部的交界处、江苏省的大部分区域、浙江省北部、安徽省北部以及山东省的东部。在火点比较密集的地区,基本上都能发现极高的气溶胶光学厚度(AOD),最高可达到2.0以上,说明了这些地区有极其严重的颗粒物污染。作为生物质燃烧标识物之一的CO,其柱浓度的空间分布也和火点的分布符合得非常好[图48-1(b)]。但是和CO相比,AOD的高值并不总是完全和火点区域相吻合。例如,在江西省并未发现有任何火点,并且CO柱浓度相对较低,但是在江西省中部出现了一个AOD的高值中心。而在山东省火点较多并且CO柱浓度也较高的区域,AOD的值却相对较低。这说明,CO相对于AOD来讲,对生物质燃烧更为敏感,主要是因为AOD是一个表征所有气溶胶来源总和的物理量,而并非专指某一种来源。不管怎样,卫星反演的“热点信号(CO、AOD)和火点相对一致的空间分布,说明生物质燃烧是这次长三角发生重霾的主要原因。中国东部每年的5、6和10月份是农作物收获季节,大部分秸秆直接在农田里焚烧。生物质燃烧往往发生在春夏交际的时节以及秋季,而这些生物质燃烧往往是由于人为焚烧,并非自燃[22,24]。研究期间的3天气团后向轨迹表明,大气气溶胶随着气团明显途经大片“热点”区域。作为下风向地区的长三角,必然也会受到上风向地区生物质燃烧气溶胶传输的影响。在5和6月上旬,盛行风向主要来自北方和西北方,这就是为什么,即使在东海海域上空,也能发现这些“热点”的存在(图48-1)。这是由于大气污染物的长程传输所致。

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图48-1 生物质燃烧期间(a)MODIS反演的气溶胶光学厚度AOD的区域分布;(b)大气红外探测仪(atmospheric infrared sounder,AIRS)反演的CO柱浓度(分子个数·cm-2)的区域分布。图中黑点为整个生物质燃烧期间的累积火点图,使用NOAA开发的HYSPLIT模型对上海作为期3 d的气团后向轨迹,如图48-1(b)中的白线所示。(彩图见图版第34页,也见下载文件包,网址见正文14页脚注

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