论文部分内容阅读
大气气溶胶是影响地球系统能量收支和空气质量的重要大气成分。它能危害人类健康、降低能见度、以及改变气候。根据观测资料可知中国的气溶胶浓度非常高，并且大气气溶胶的浓度由排放源和气象参数共同决定。所以估计未来中国的气溶胶浓度对研究中国以及北半球的空气质量都是至关重要的。另一个值得关注的问题就是与未来中国气溶胶浓度紧密相关的未来气溶胶的跨界输送。
我们利用在GISS GCM3模式模拟的气象场驱动下大气化学传输模式GEOS-Chem研究了2000-2050年中国气溶胶浓度的变化以及气溶胶的跨界输送的变化。未来气候和人为排放的变化都是根据IPCC A1B情景。我们利用敏感性试验研究了只有气候变化、人为排放的变化、和这两者共同变化对它们的影响。在只有气候变化的影响下，未来2000-2050年硫酸盐、硝酸盐、铵盐、黑碳、和有机碳的浓度变化范围都在-2.3到+1.7μg m-3，中国东部PM2.5的浓度则相对2000年变化了约10-20％。在只有人为排放变化的影响下，未来中国东部SO2、BC、OC的排放的减少导致未来硫酸盐、BC、和OC浓度都是降低的;而更高的NOx排放不仅导致未来硝酸盐浓度升高同时也导致硫酸盐浓度降低。在各类气溶胶的共同变化下，2000-2050年中国东部PM2.5浓度减少了2-9μg m-3(10-30％)。气候变化在一定程度上能抵消未来人为排放的变化对硫酸盐、BC和OC的影响。
不同的气溶胶的跨界输送通量对未来气候和排放的变化有不同的敏感性。在只有气候变化、人为排放的影响、以及这两者共同变化的影响下，2000-2050年PM2.5从中国东部输向西太平洋的年输送通量变化了约-6.0％，-1.5％，-9.0％，气候变化对PM2.5的年输送通量的影响要比人为排放的变化对其影响要大。人为排放变化的影响导致未来从欧洲和亚洲中部向中国西部输送的硝酸盐和铵盐的输送通量增加，这种增加最终导致在气候和人为排放共同变化的影响下中国西部PM2.5年输送通量增加了约15.3％。在中国南部边界上，春季从南亚向中国输送的黑碳和有机碳的输送通量占了PM2.5输送通量的很大一部分，这是春季南亚生物质燃烧导致的结果。在气候变化、人为排放变化、以及这两者共同变化的影响下，2000-2050年从南亚和亚洲东南部向中国输送的PM2.5的年输送通量变化了约-53.7％，+132.7％，+62.7％。人为排放的变化对中国南部边界上PM2.5的影响要远远大于气候变化对其的影响。我们的研究结果表明在长期空气质量计划中，无论是中国国内的空气质量还是气溶胶的长距离输送，考虑气候变化是至关重要的。