香港对流层低层臭氧垂直交换和跨区域输送特征

【作者】 李婷苑； 吴乃庚； 陈靖扬； 陈柏纬； 汤静； 王楠；

【机构】 广东省生态气象中心； 广东省气象台； 南京信息工程大学大气科学学院； 香港天文台； 广州市气候与农业气象中心； 四川大学碳中和未来技术学院；

【摘要】 近年来,中国城市地区臭氧浓度不断上升,引起了公众的极大关注。由于缺乏长时间序列的垂直观测,臭氧的垂直结构和远距离输送特征仍不清楚。本研究利用香港27年(1994-2020)的臭氧探空观测资料,结合ERA5再分析资料和HYSPLIT模型,研究了香港对流层臭氧的垂直结构和三维跨区域输送特征。在春季, 850 hPa以上的臭氧浓度高于其他季节的臭氧浓度。相反, 850 hPa以下的臭氧浓度在秋季相对较高。平流层-对流层交换过程是造成对流层上层高臭氧浓度的重要原因,其中46.2%的轨迹越过对流层顶,主要集中在云贵高原东部。研究发现香港对流层低层存在着2个臭氧浓度峰值中心:春季臭氧峰值(700 hPa附近)与来自孟加拉湾和中南半岛高空高浓度臭氧的长距离跨区域输送有关,臭氧在南支槽的影响下向东和向下传输。此外,受季风环流影响,东南亚地区火点排放的污染物跨区域输送也是观测期间臭氧浓度较高的原因之一。秋季臭氧峰值出现在925 hPa附近,与亚洲东北季风影响下珠三角和长三角低空臭氧向南跨区域输送和边界层动力影响有关。该研究提高了我们对臭氧垂直结构形成机制的认识,并强调了不利气象条件引起污染物跨区域输送时,区域联防联控的重要性。更多还原