Page 242 - 《高原气象》2025年第6期

高 原 气 象 44 卷
1650
降。2022 年， PM 2. 5 浓度首次达到国家二级标准
（≤35 μg·m ）， 为 31. 5 μg·m 。与 2013 年相比 ，
-3
-3
2023 年 PM 浓度累计下降了 56 μg·m ， 降幅为
-3
2. 5
-3
60. 7%， 即平均每年下降 5. 09 μg·m （年均降幅为
5. 51%）。此外， AOD 在研究期间也呈现下降趋
势， 表明大气中悬浮颗粒物的浓度总体减少， AOD
的年平均值为0. 77， 年均下降率为5. 74%。
3. 3 PM 对光解速率的影响
2. 5
PM 是指环境空气中空气动力学当量直径小
2. 5
于等于 2. 5 μm 的颗粒物， 也称为细颗粒物（付泽宇
等， 2020）。根据中国环境空气质量标准（环境保护
部， 2012）， 24 h 平均 PM 浓度可以分为两个级 图6 不同PM 浓度下近地面J（NO）的日变化
2. 5
2
2. 5
-3
-3
别： I 级（35 μg·m ）和Ⅱ级（75 μg·m ）。为了研究 误差线表示不同污染等级下J（NO ）的标准误差
2
不同 PM 浓度对 J（NO）的影响， 将数据进行如下 Fig. 6 Diurnal variation of near-surface J（NO） under differ‐
2
2. 5
2
ent PM concentrations. Error bars represent the standard
-3
分类： （1）无污染， PM 浓度低于 35 μg·m ； （2）轻 2. 5
2. 5
2
-3
度污染， PM 在 35~75 μg·m 之间； （3）重度污染， error of J（NO） at different pollution levels
2. 5
-3
PM 浓度高于 75 μg·m 。图 6 展示了不同 PM 浓 辐射传输模式在计算光解速率方面的准确性。图 7
2. 5
2. 5
度条件下 J（NO）的日变化曲线。结果表明， 三种 展示了 2019 年 6 月北京地区 J（NO）观测值与 TUV
2
2
PM 浓度条件下， J（NO）的日变化特征相似， 峰值 模拟值的对比， 其中， 5 日、 6 日、 16 日和 21 日没有
2
2. 5
均出现在 12:00。在无污染条件下， J（NO）的值始 模拟值， 这是由于气溶胶光学特征参数数据缺失所
2
终高于轻度污染和重度污染条件下的值， 随着污染 致。从图 7 中可以看出， TUV 模式可以准确地模拟
程度的加剧， J（NO）的最大值逐渐降低。具体而 出 J（NO）的日变化趋势， 并有效捕捉到其日际变
2
2
言， 轻度污染和重度污染条件下的 J（NO）最大值 化特征。J（NO）模拟结果与观测数据之间的相关
2
2
-1
-3
分别为 4. 24×10 s 和 3. 65×10 s ， 较无污染条件 性达到 0. 93， 尽管存在一定程度的高估， 平均相对
-3
-1
下减少了10. 3%和22. 8%。 误差为 4. 6%。总的而言， TUV 模式能够较好地反
3. 4 气溶胶光学特性对J（NO）的定量贡献 映 J（NO）随时间变化及环境光学特性变化， 并且
2
2
为了进行后续的敏感性实验， 我们验证了TUV 误差在合理范围内。
图7 2019年6月北京J（NO）观测值与TUV模拟值的比较
2
Fig. 7 Comparison of observed J（NO₂） values and TUV model simulations in Beijing， June 2019
气 溶 胶 光 学 厚 度（AOD）、 单 次 散 射 反 照 率 定量分析不同气溶胶光学特征参数对 J（NO₂）的影
（SSA）和波长指数（AE）是描述气溶胶特征的三个 响。具体的试验方案详见表 2， 每组 TUV 模式敏感
重要参数。为研究 AOD、 SSA和 AE对 J（NO₂）的影 性试验的其他输入参数均采用当天的实际测量值。
响， 本文选取了 2019 年 6 月 20 日这一日期作为研 其中， 各参数变化范围是依据研究时段内实际气溶
究时间， 因为该日期 TUV 模式模拟值与观测值之 胶光学特征变化情况所选取， 此外， 考虑到光解速
间均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）最小 率对不同参数的敏感度不同， 故设置了不同分
且 数 据 比 较 完 整（RMSE 为 0. 00046， MAE 为 辨率。
0. 0004）。在此基础上， 设计了几组敏感性试验， AOD 是气溶胶的消光系数在垂直方向上的积