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北极不同区域的海冰对华北夏季臭氧污染的不同贡献
作者:尹志聪               发布时间:2020/05/06 15:03:44              浏览量:

近年来地面臭氧污染已经成为华北夏季空气污染的主要形式,对于生态系统和人体的健康具有严重的危害。已有研究表明,夏季华北的臭氧污染与前期的5月北极海冰密切相关,但是研究中把欧亚大陆以北海冰当作一个整体来对待。而北极不同地区的海冰对华北臭氧污染的贡献是否有所不同呢?

大气科学学院尹志聪副教授等人的最新研究指出加科尔洋脊周边的海冰(SIGR)和波弗特海的海冰(SICB)可以分别在大气中激发出欧亚遥相关(EU)和夏季西太平洋遥相关(WP)来调节华北局地的气象条件,从而影响华北夏季的地面臭氧浓度。

该研究的相关论文在International Journal of Climatology上发表。研究指出:两地区海冰之间相互独立,影响华北臭氧污染的物理机制有所差异。加科尔洋脊处海冰(SIGR)增加会引起欧亚遥相关(EU)的正位相变化,导致华北地区上空出现反气旋性异常。在此大气环流的作用下,华北上空下沉气流通过绝热加热导致中低层湿度降低,中低云量减少、局地降水减少和紫外辐射增强,有利于光化学反应的发生,从而产生更多的地面臭氧。而波弗特海海冰(SICB)增加会通过夏季西太平洋遥相关(WP)的正位相变化来诱发华北地区的反气旋性异常环流。在此环流作用下,华北低层相对湿度降低,辐射增强,同时华北地区上空的异常南风将O3前体物输送到该地,最终导致臭氧排放增强。上述发现有利于理解华北夏季臭氧污染的年际变化机理,并为开展臭氧污染的短期气候预测奠定了基础。

图1. 1979-2017年夏季平均欧亚遥相关指数TPEU(蓝色),夏季西太平洋遥相关指数TPWP(红色),华北异常反气旋指数ACCNC(绿色)和OWI(黑色)的时间变化。底部为相关系数链式图,红色(蓝色)数字表示相关系数超过99%(95%)的置信水平。

2. 1979-20175月海冰指数(空心黑色正方形),SIGR指数(蓝色柱形),SICB指数(绿色柱形)和夏季平均OWI(实心圆)的水平。+.Sig-.Sig)水平表示指数大于(小于)自身0.8-0.8)倍标准差(SD),异常显著,而+ .Neu-.Neu)水平表示指数位于自身0-0.8倍标准差(-0.8-0倍标准差)的区间内。 红色(黑色)圆表示OWISIGR指数和SICB指数都是(不是)相同的数学符号。 蓝色(绿色)圆表示OWI仅与SIGRSICB)指数具有相同的数学符号。


文章信息:

Yin Z, Yuan D, Zhang X,Yang Q, Xia S. Different contributions of Arctic sea ice anomalies from different regions to North China summer ozone pollution. Int J Climatol. 2019;1–13. https://doi.org/10.1002/joc.6228.