中文

局部与区域对气溶胶臭氧浓度的贡献

大气与海洋物理 2024-12-03 v1

摘要

犄牛山前沿(Wasatch Front)目前被美国环境保护署 (EPA) 的国家环境空气质量标准 (NAAQS) 列为臭氧不达标区。氮氧化物 (NOx=NO2+NO\mathrm{NO_x = NO_2 + NO}) 和挥发性有机化合物 (VOCs) 在阳光下可导致气溶胶臭氧形成。当氧化剂生产率(即 O3\mathrm{O_3}NO2\mathrm{NO_2} 的和)的速率快于 NOx\mathrm{NO_x} 生产率的速率时,该区域即被认为是 NOx\mathrm{NO_x} 受限的,臭氧形成将受到该区域 NOx\mathrm{NO_x} 物种浓度的限制。相反的情形则使区域受 VOC 限制。了解区域是 NOx\mathrm{NO_x} 受限还是 VOC 受限有助于生成有效的减排策略。理解区域对气溶胶臭氧的背景或区域贡献——无论是来自前体物质的输运还是来自气溶胶的输运——可提供有关区域通过调节当地前体物质可实现的气溶胶臭氧浓度下限的信息。本文分析来自美国犄牛山 14 个县的测量的氧化剂和 NOx\mathrm{NO_x} 浓度,以计算每个区域的气溶胶臭氧的区域和局部分贡献。该分析用于通过识别每个县的大气是否为 VOC 受限或 NOx\mathrm{NO_x} 受限来确定该区域的大气性质。进一步地,对 2012 年和 2022 年对每个县进行该分析,以评估氧化性质的变化以及随 10 年时间段区域和局部分贡献的变化。所有受调查的县——除了华盛顿县——在 2012 年均为 VOC 受限。到 2022 年,大多数县要么处于过渡状态,要么为 NOx\mathrm{NO_x} 受限。局部分贡献在两个主要县(Cache 和 Salt Lake Counties)中增加,但在 Carbon、Davis、Duchesne、Uinta、Utah、Washington 和 Weber Counties 中减少。总体而言,各地区对氧化剂浓度的区域贡献在整个犄牛山降低。观察到夏季气溶胶臭氧的区域和局部分贡献出现尖峰。野火烟雾被发现会增加区域对氧化剂的贡献,并将局部体系推向更 NOx\mathrm{NO_x} 受限。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.01659,
  title  = {Local and Regional Contributions to Tropospheric Ozone Concentrations},
  author = {Callum E. Flowerday and Ryan Thalman and Jaron C. Hansen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.01659},
  year   = {2024}
}