全球和中国地区PM2.5时空变化的模拟研究

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工业革命以来,大气中气溶胶含量明显增多。气溶胶通过自身的光学性质和通过改变云的性质而对气候产生的影响越来越国内外研究学者的关注。因为利用观测评估气溶胶对气候的影响仍较为困难,所以本文利用了中国气象局国家气候中心的气溶胶-气候耦合模式BCC AGCM2.0.1_CUACE/Aero,分四个阶段分别模拟了全球(中国)1850-2050年全球PM2.5及其中人为和自然气溶胶柱含量(地表浓度)变化的时空分布,并重点分析了中国地区人为和自然气溶胶对总PM2.5变化的贡献。主要结论概括如下:(1)对全球而言,1850-1980年,人为气溶胶的增加主要分布在北美东部、欧洲和中国东部等地区。1980-2010年,人为气溶胶在欧洲和北美东部等地区均呈现出明显的减少中心,而在亚洲东部、南亚、东南亚以及非洲中部等地区则有所增加。2010-2030年和2030-2050年,人为气溶胶在欧洲、亚洲和北美东部出现不同程度的减少。四阶段中自然气溶胶的变化区主要分布在沙漠地区,在后两阶段,全球大部分地区自然气溶胶均呈现出不同程度的减少。PM2.5柱含量的空间变化则是由人为和自然气溶胶变化的空间分布共同决定的。(2)对中国地区而言,1850-1980年和1980-2010年,华东地区人为气溶胶均有所增加增加,春、夏季变化最明显。在华北地区,自然气溶胶在前一阶段是减少的,在后一阶段则有所增加,两个阶段的变化均以夏季变化最明显;2010-2030年和2030-2050年,各排放情景下人为气溶胶在华东地区均有所减少,仍以春、夏季变化最明显,两阶段内的自然气溶胶在华北地区均呈现不同程度的减少。(3)在RCP4.5排放情景下,1850-1980年和1980-2010年中国地区人为气溶胶变化对总PM2.5地表浓度变化的贡献分别约为56%和21%,虽然在两阶段中人为气溶胶所占比重有所减少,但并不代表1980-2010年人为气溶胶全球平均地表浓度的变化较1850-1980年的变化量有所减少,反而是有所增加的。2010-2030年,PM25地表浓度的年均减少量为2.55μgm-3,其中人为气溶胶的贡献为28%,2030-2050年,中国地区人为气溶胶均减少地更为明显,且对总PM2.5变化的贡献也有所增加(34%)。
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