科研進展

STETON:夜間殘留層中硝酸鹽貢獻被高估

  夜間化學反應是硝酸鹽的主要來源之一,其對硝酸鹽的貢獻在全球可達50%。由于夜間殘留層中富含高濃度臭氧,傳統認爲殘留層中NOx向硝酸鹽的轉化極爲迅速,且形成的硝酸鹽在第二天殘留層消失後對近地面有顯著貢獻。

  大氣所大氣分中心唐貴謙副研究員團隊在石家莊開展了系留氣艇垂直探測工作,利用小型便攜設備同時在近地面和600m高空采集細顆粒物樣品,並對其中的水溶性無機鹽進行了分析。研究發現,殘留層中高濃度臭氧有強烈驅動NOx向硝酸鹽轉化的潛勢,但因爲殘留層中不利氣象條件(強逆溫導致的高溫、低濕)以及較低的顆粒物比表面積,使得殘留層內硝酸鹽(主要是硝酸铵)生成率極低。即便生成,在這種氣象條件下,也會通過氣粒平衡進入到氣相中,使得殘留層中硝酸鹽濃度保持在極低的狀態下(圖1)。這一研究結果證實了殘留層內硝酸鹽的生成對近地面顆粒物濃度的影響微乎其微,且這一現象在我國東部沿海地區普遍存在。由于殘留層中NOx的彙極弱,因此推測夜間形成的N2O5和硝酸氣體可在白天光解形成NOx,從而促發臭氧生成,這一研究結果爲解釋我國臭氧濃度爆發增長提供線索。
  以上研究成果发表在Science of the Total Environment上,获得国家自然科学基金和国家重点研发计划的共同资助。
图1 夜间残留层内硝酸盐演变及其对次日的影响示意图
  論文信息:
  Tang, G., Wang, Y., Liu, Y., Wu, S., Huang, X., Yang, Y., Wang, Y., Ma, J., Bao, X., Liu, Z., Ji, D., Li, T., Li, X., and Wang, Y.*, Low particulate nitrate in the residual layer in autumn over the North China Plain, Sci. Total Environ., 2021.
  論文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S004896972101915X
 

 

  

附件下載: