近期,安光所謝品華研究員課題組在MAX-DOAS觀測HCHO研究方面取得新進展,相關研究工作以《2014年APEC期間基于北京郊區地基MAX-DOAS觀測對流層HCHO VCD以及與CAMS模型對比》(Ground-based MAX-DOAS observations of tropospheric formaldehyde VCDs and comparisons with the CAMS model at a rural site near Beijing during APEC 2014)為題發表在國際學術期刊atmospheric chemistry and physics上。
HCHO在大氣光氧化反應中扮演著重要作用,作為活性氣體,HCHO光解產生HO2自由基;HO2快速與NO發生反應生成OH自由基,從而影響大氣的氧化能力。對流層甲醛的來源主要包括一次直接排放和二次生成,除了人為排放,還有很小一部分HCHO來自植被的直接排放。因此,研究HCHO對于研究OH自由基以及二次有機氣溶膠的形成具有重要意義。2014年APEC會議在北京懷柔區舉行。為了改善APEC期間空氣質量,京津冀及周邊地區實施了“APEC會議空氣質量保障政策”,北京以周邊地區實施了不同程度的減排措施。APEC峰會為研究環境質量與污染物排放之間的關系提供了機會。
課題組與德國馬普化學所合作,通過MAX-DOAS觀測研究了懷柔HCHO的來源及其與排放控制措施和氣象條件的關系。確定了HCHO的濃度水平以及日變化特征;結合氣象條件研究了污染事件中HCHO濃度變化與區域傳輸以及本地排放的關系,主要來源于南部地區的污染傳輸,以及光化學揮發性有機化合物(VOCs)反應產生的二次來源;量化了APEC期間較APEC前后HCHO的濃度變化,HCHO VCD較APEC前后分別降低~38%±20%和~30%±24%,且分析了引起APEC期間HCHO濃度降低的因素。科研人員還與歐洲中尺度天氣預報中心的CAMS(Copernicus Atmosphere Monitoring Service)模型進行對比驗證,討論了CAMS模型和MAX-DOAS測量之間的一致性與產生差異的原因,相關系數R2大于0.68,但CAMS模型系統地低估了HCHO的濃度低值。本研究可評估APEC峰會期間采取的光化學污染控制措施的有效性,此外,該研究為將來制定污染控制措施提供科學依據,并為驗證模型模擬提供支持。
該研究工作得到了國家自然科學基金等項目的資助。
文章鏈接:https://doi.org/10.5194/acp-19-3375-2019
圖1 2014年APEC前中后MAX-DOAS觀測HCHO VCD時間序列
圖2 APEC前中后風速風向與HCHO VCD濃度玫瑰圖
圖3 MAX-DOAS觀測的與CAMS模型模擬的HCHO VCD對比圖(第一行8:00;第二行14:00)