近年來,隨著我國PM2.5污染治理逐步取得成效,臭氧污染的問題逐漸顯現出來。細顆粒物和臭氧的協同防控,成為未來需要重點攻克的大氣環境問題。中國氣象局環境氣象中心對標“十四五”期間大氣污染防治工作新需求,主動探索并研發PM2.5和臭氧污染來源解析以及臭氧氣象條件評估指數指導產品,為細顆粒物及臭氧污染協同治理提供氣象科技支撐。
日前,中國環境監測總站聯合中央氣象臺等部門和單位開展9月下半月全國空氣質量預報會商并指出,9月下半月,全國大部擴散條件較好,空氣質量以優良為主,局部可能出現輕度污染過程,首要污染物以臭氧為主,部分地區首要污染物為PM2.5或PM10。
近年來,隨著我國PM2.5污染治理逐步取得成效,臭氧污染的問題逐漸顯現出來。細顆粒物和臭氧的協同防控,成為未來需要重點攻克的大氣環境問題。
因勢而謀,應勢而動。中國氣象局環境氣象中心(以下簡稱“環境氣象中心”)對標“十四五”期間大氣污染防治工作新需求,主動探索并研發PM2.5和臭氧污染來源解析以及臭氧氣象條件評估指數指導產品(以下簡稱“指導產品”),為協同治理提供氣象科技支撐。
在此之前,環境氣象中心已采用多模式集成方法構建了環境氣象中短期預報系統,可提供包括空氣質量、PM2.5和臭氧濃度在內的未來9天逐小時預報產品。為打造“預報”與“評估”并重的環境氣象產品體系,需結合大氣污染物特點,進行有針對性的技術研發。
解釋污染物“從哪來,來多少”是大氣污染評估的重點工作之一。為滿足污染防治工作需求,氣象部門常常需要以“第三方”的角色開展大氣污染物來源解析工作。為解決這一問題,環境氣象中心將GRAPES全球模式氣象場接入大氣化學模式,輸出對PM2.5和臭氧生成的本地貢獻和區域傳輸貢獻的定量評估結果。這一技術成果在慶祝中國共產黨成立100周年重大活動氣象保障、大氣污染物跨境傳輸分析及與生態環境部門的聯合評估中,得到充分應用。
氣象條件影響著臭氧及前體物的輸送擴散、垂直混合以及光化學反應等。高溫、光照充足的氣象條件有利于臭氧污染形成。比如,北京地區日最高氣溫超過34℃時,發生臭氧污染的概率超過80%。
然而,與PM2.5相比,臭氧的形成機理更為復雜。為定量化評估氣象條件對臭氧的影響,環境氣象中心借鑒靜穩天氣指數的構建思路,著手研發臭氧氣象條件評估指數。該指數完全基于氣象要素構建,能夠綜合反映氣象條件對臭氧光化學生成、消耗、傳輸擴散等一系列物理化學過程的影響,可有效用于對站點、城市、區域等臭氧污染氣象條件的定量評估。2020年,臭氧氣象條件評估指數初步構建完成,并在與生態環境部門聯合開展的夏季臭氧污染防治攻堅行動效果評估中得到應用。
2021年8月起,PM2.5和臭氧污染來源解析以及臭氧氣象條件評估指數作為指導產品在北京、安徽、河南、廣東等四省(市)開展試用,未來可在全國更大范圍內推廣應用。
在試用過程中,試點單位應用相關指導產品定量評估了今年夏季氣象條件和源頭排放對于當地臭氧濃度變化的相對貢獻,積極探索指導產品在國、省、市三級協同的環境氣象服務中的應用,為決策部門提供了后續優化減排政策的針對性建議。
指導產品是環境氣象業務在需求牽引下不斷發展的成果,它的試點應用將國家級業務單位優勢技術和產品快速下沉到基層,完善地方氣象部門開展大氣污染防治定量化評估的指標體系,補齊現有工作短板,增強了面向地方政府需求的服務能力。
未來,環境氣象中心還將在試用反饋的基礎上對指導產品做進一步完善。同時,與生態環境部門、高校和科研院所在臭氧生消機理、預報產品優化等方面深化合作與聯動,為“十四五”期間大氣污染防治目標的達成提供有力的氣象保障。
(來源:中國氣象報社)