STEAR团队最新成果：中国东部长三角地区冬季PM2.5严重污染事件的驱动因素

2013年《大气污染防治行动计划》实施以来，我国大气PM2.5污染防治工作取得了显著成效。然而，当前我国以煤炭为主的能源结构尚未发生根本性改变，PM2.5仍是影响区域空气质量的主要污染物。冬季是PM2.5严重污染事件频发的典型季节，区域性重污染过程的发生与稳定气象条件和区域输送密切相关。深入研究天气形势对PM2.5污染的影响，并定量典型天气型PM2.5污染的来源贡献具有重要意义。

近日，大气环境研究中心（AERC）在大气科学领域著名期刊Science of the Total Environment发表了题为“Elucidating drivers of severe wintertime fine particulate matter pollution episodes in the Yangtze River Delta region of eastern China”的最新研究成果，介绍了长三角地区冬季PM2.5严重污染事件的驱动因素。论文第一作者为福建师范大学束蕾博士，通讯作者为南京大学王体健教授。

本研究基于客观天气分型（SOM）探究了2013–2017年冬季长三角地区典型天气型与区域PM2.5污染之间的关系，并利用大气化学传输模型（CAMx）颗粒物来源解析技术（PSAT）定量了严重污染事件中PM2.5的来源贡献。研究发现，冬季长三角地区6种主导天气型与西伯利亚高压系统的发展密切相关。依据区域平均PM2.5异常值，可分为4种污染天气型和2种清洁天气型，2013–2017年期间污染天气型占比为61–78%。区域PM2.5污染最严重的天气型的特点表现为850 hPa高度场呈气旋性环流异常和停滞的地面气象条件。

图1. 2013–2017年冬季不同天气型850 hPa高度场和风场异常、到达南京100 m高度的72 h后向轨迹

图2. 冬季不同天气型下长三角地区PM2.5浓度及其异常、AOD的空间分布

来源解析结果表明，本地排放和长三角区域内输送是影响长三角代表性城市PM2.5污染的关键因素。上海本地排放贡献最高（32–48%），南京、杭州和合肥受区域内输送影响更为显著（33–61%）。PM2.5主要行业来源为工业源和生活源，分别占比32–41%和24–38%。此外，在来自北方地区污染输送影响显著的相关天气型下，生活源对各城市PM2.5的贡献也会同步显著上升，与北方采暖季生活源排放量高有关。本研究针对冬季不同典型天气型PM2.5污染来源的定量归因，能够为未来区域空气质量规划提供科学参考。

图3. 冬季不同天气型下长三角典型城市PM2.5及其组分区域来源贡献

图4. 冬季不同天气型下长三角典型城市PM2.5及其组分行业来源贡献

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.169546

Shu, L., Wang, T., Liu, J., Chen, Z., Wu, H., Qu, Y., Li, M., and Xie, M.: Elucidating drivers of severe wintertime fine particulate matter pollution episodes in the Yangtze River Delta region of eastern China, Science of The Total Environment, 912, 169546, 2024.