新算法提升臭氧与二次有机气溶胶模拟精准度

在国家自然科学基金等项目资助下，中国科学院广州地球化学研究所研究员王新明/张艳利团队成员、副研究员郭昊等，基于原位观测更新算法，提升了对生物源挥发性有机物（BVOCs）排放及其二次污染物生成模拟的准确性。相关成果近日发表于《地球物理研究杂志：大气》。

BVOCs是生成臭氧和二次有机气溶胶的重要前体物，单萜类化合物约占全球BVOCs排放总量的15%。长期以来，大气化学传输模型多假设单萜烯排放主要受温度驱动，对光照影响考虑不足。然而最新外场原位观测显示，在热带和亚热带地区，单萜烯排放存在光依赖性，且不同单萜烯物种有差异，忽视此因素可能影响臭氧和二次有机气溶胶模拟的准确性。

为此，研究人员基于前期华南地区典型树种野外实测数据，在更新模型本地化排放因子模拟的基础上，进一步对广泛应用的MEGAN2.1这一BVOCs排放模型中的光温响应算法进行改进，并将其嵌入大气化学传输模型WRF–CMAQ中，模拟了华南地区2022年典型季节BVOCs排放和二次污染物生成情况。

结果显示，改进后的算法使我国华南地区单萜排放量冬季减幅最高达60%，夏季减幅约9%；降低了臭氧模拟值与观测值的平均标准化偏差，模拟与观测差值降低9-19%；华南地区夏季臭氧的日最大8小时平均浓度下降约3%-7%（最高减少2 ppb），二次有机气溶胶浓度下降10%-24%（最高减少1.2 μg/m³）。变化的主要原因是大气氧化能力降低以及单萜烯氧化生成二次有机气溶胶途径的转变。

研究人员表示，未来需在更多植被类型和气候条件下开展长期野外原位测量，进一步完善BVOCs排放光响应算法，将更贴近真实大气的单萜烯氧化机制纳入模型，推动区域空气质量模拟能够更精准反映BVOCs的影响。

相关论文信息：https://doi.org/10.1029/2025JD044435