用于雾霾模式分析的动力学网络

雾霾作为空气污染的一种形式，对全球的环境、健康和经济构成严重问题[1-4]。以往对雾霾的研究大多聚焦于雾霾的组分和效应[5-10]。然而，随着雾霾发生频率和持续时间的增加，对雾霾模式——这对雾霾预报和控制至关重要——的研究很少，主要原因是雾霾组分、成因和扩散过程的复杂性。本文首次报道了应用具有自发恢复机制的动力学网络模型对雾霾模式的分析。我们表明，雾霾的突然爆发与消散以及长期持续雾霾等现象可以通过随机游走模拟下的数学机制揭示。我们给出了与模型预测一致的真实世界空气质量指数数据。此外我们发现，与外部原因（如来自邻近地区的污染扩散）相比，内部原因（如工业污染和车辆原地排放）对整个网络的健康更为关键。最引人注目的是，我们证明在某些条件下，将污染源移至附近郊区这一常见的雾霾控制做法会降低系统的整体健康水平。