Forskere finder, at komplekst terræn forværrer disdannelse og dens meteorologiske feedback

North China Plain (NCP), en af ​​verdens mest forurenede regioner, er ofte opslugt af alvorlig dis i den kolde årstid, som har vakt bred offentlig bekymring på grund af den negative indvirkning på luftkvaliteten, atmosfærisk synlighed og menneskers sundhed.

Tidligere forskning har vist, at den karakteristiske topografi omkring NCP favoriserer luftforurening via ugunstige meteorologiske forhold såsom atmosfærisk stagnation; vores forståelse af virkningerne på atmosfæriske fysiske og kemiske processer og deres interaktioner er dog stadig begrænset.

Prof. Xin Huang og hendes forskningsgruppe fra Nanjing Universitet, Kina, udforskede indvirkningen af ​​komplekst terræn på forekomsten og udviklingen af ​​disforurening i den stærkt forurenede NCP-region ved at integrere in-situ observationer og meteorologi-kemi modellering. De fandt ud af, at det komplekse terræn i høj grad kan forbedre sekundær disdannelse ved at blokere og løfte luftforurenende stoffer nær overfladen og fremskynde deres kemiske omdannelse.

Endnu værre kan den tykke dis i luften yderligere intensivere interaktionen mellem aerosoler og det planetariske grænselag (PBL) via opvarmning af den øvre luft og afkøling af overfladen, hvilket fører til mere stillestående luft og danner en positiv feedback-loop. Disse terræninducerede intensive interaktioner af fysiske og kemiske processer af atmosfærisk aerosol bidrager tilsammen til den relativt mere alvorlige disforurening i NCP-regionen. Resultaterne er for nylig blevet offentliggjort i Atmospheric and Oceanic Science Letters .

"Under dis-begivenheder lider byer i nærheden af ​​det komplekse terræn ofte af alvorlig forurening på grund af bjergenes blokerende virkning. Dette fører til atmosfærisk stagnation, hvilket favoriserer den kontinuerlige ophobning af friskemitterede forurenende stoffer nær jordoverfladen," forklarer prof. Huang .

I betragtning af at alvorlige forureningshændelser i det nordlige Kina i vid udstrækning er drevet af dannelsen af ​​sekundær aerosol, analyserede holdet yderligere udviklingen af ​​sekundær forurening i den opløftede forurenede luftmasse. De fandt ud af, at den primære sekundære uorganiske aerosol tegnede sig for over 70 % af massekoncentrationen af ​​fine partikler under en kraftig forureningsepisode.

"Den øvre luft har altid en stærkere oxidationskapacitet sammenlignet med jordoverfladen, især om vinteren. I dette tilfælde kan de opløftede primære forurenende stoffer let oxideres i den øvre luft, hvilket forværrer den sekundære aerosoldannelse," skitserer prof. Huang. "Til sidst vil vertikal blanding og aflejring af sekundære forurenende stoffer yderligere føre til forværring af forurening på jorden."

Denne undersøgelse påpeger også, at terrænets effekt på forurening kan ledsages af intense aerosol-PBL interaktioner. Under hævningsforurenede dage er temperaturlagdelingen i den nedre troposfære væsentligt ændret.

Baseret på online meteorologi-kemi-koblet modellering indikerer holdets arbejde yderligere, at den aerosol-inducerede øvre luftopvarmning og overfladedæmpningseffekter stabiliserer den atmosfæriske lagdeling og fører til et fald på omkring 50 % i PBL-højden, hvilket yderligere forværrer luftforureningen. .

Ved at redegøre for den mekanisme, der ligger til grund for virkningen af ​​komplekst terræn på forurening i den nordkinesiske sletteregion, understreger denne forskning vigtigheden af ​​en sådan effekt på den intense interaktion mellem atmosfæriske fysiske og kemiske processer. Det kan være en afgørende faktor for den hyppige forekomst af luftforurening i bjerg- og kystområder nær kompleks topografi. + Udforsk yderligere

Synergi mellem menneskeskabte emissioner og atmosfæriske processer kan forårsage alvorlig dis i det nordlige Kina