新算法提升臭氧與二次有機氣溶膠模擬精準度

在國家自然科學基金等項目資助下，中國科學院廣州地球化學研究所研究員王新明/張艷利團隊成員、副研究員郭昊等，基于原位觀測更新算法，提升了對生物源揮發性有機物（BVOCs）排放及其二次污染物生成模擬的準確性。相關成果近日發表于《地球物理研究雜志：大氣》。

BVOCs是生成臭氧和二次有機氣溶膠的重要前體物，單萜類化合物約占全球BVOCs排放總量的15%。長期以來，大氣化學傳輸模型多假設單萜烯排放主要受溫度驅動，對光照影響考慮不足。然而最新外場原位觀測顯示，在熱帶和亞熱帶地區，單萜烯排放存在光依賴性，且不同單萜烯物種有差異，忽視此因素可能影響臭氧和二次有機氣溶膠模擬的準確性。

為此，研究人員基于前期華南地區典型樹種野外實測數據，在更新模型本地化排放因子模擬的基礎上，進一步對廣泛應用的MEGAN2.1這一BVOCs排放模型中的光溫響應算法進行改進，并將其嵌入大氣化學傳輸模型WRF–CMAQ中，模擬了華南地區2022年典型季節BVOCs排放和二次污染物生成情況。

結果顯示，改進后的算法使我國華南地區單萜排放量冬季減幅最高達60%，夏季減幅約9%；降低了臭氧模擬值與觀測值的平均標準化偏差，模擬與觀測差值降低9-19%；華南地區夏季臭氧的日最大8小時平均濃度下降約3%-7%（最高減少2 ppb），二次有機氣溶膠濃度下降10%-24%（最高減少1.2 μg/m³）。變化的主要原因是大氣氧化能力降低以及單萜烯氧化生成二次有機氣溶膠途徑的轉變。

研究人員表示，未來需在更多植被類型和氣候條件下開展長期野外原位測量，進一步完善BVOCs排放光響應算法，將更貼近真實大氣的單萜烯氧化機制納入模型，推動區域空氣質量模擬能夠更精準反映BVOCs的影響。

相關論文信息：https://doi.org/10.1029/2025JD044435