Yang, Y. C., and Coauthors, 2024: Contrast in secondary organic aerosols between the present day and the preindustrial period: The importance of nontraditional sources and the changed atmospheric oxidation capability. Adv. Atmos. Sci., https://doi.org/10.1007/s00376-024-3281-0.
http://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/article/doi/10.1007/s00376-024-3281-0
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工业革命前后二次有机气溶胶差异
精彩看点
全球二次有机气溶胶（SOA）的模拟是当前大气化学研究领域的难点，工业革命前后SOA的差异是量化人为活动气候强迫和环境影响的重要参量。本研究将自然源排放模块MEGAN耦合到中国科学院大气物理研究所自主发展的大气气溶胶与化学模式IAP-AACM，利用植被动力学模式IAP-DGVM模拟的植被参数作为关键输入，通过VBS有机气溶胶模块全面考虑SOA来源，模拟分析了工业革命前后SOA的变化。研究结果揭示了SOA非传统来源和大气氧化能力变化对于解释前工业化时期到当今SOA变化的重要作用。
量化工业革命前后二次有机气溶胶（SOA）的差异对于准确评估人为活动造成的气候强迫和环境影响至关重要。工业革命前土地覆盖信息的缺失及SOA形成描述的不确定性是限制SOA模拟精度的两个主要因素。中国科学院大气物理研究所研究团队将自然源排放模块MEGAN耦合到大气气溶胶和化学模式IAP-AACM，利用植被动力学模式IAP-DGVM提供植被参数分布信息，实现生物源排放的在线计算。IAP-AACM耦合了基于挥发性分级（VBS）的有机气溶胶模块，模拟不同挥发性有机物的多级氧化过程，能够充分考虑中等挥发性有机物氧化和一次有机气溶胶挥发再老化等非传统来源对SOA生成的贡献，对SOA的模拟更加全面。
IAP-AACM主要模块和SOA表征
模拟研究表明，考虑SOA非传统来源可以显著提升SOA浓度和其占比与观测的一致性。研究发现，在前工业化时期，尽管生物源SOA在全球SOA中占主导地位，但非传统来源对SOA贡献仍可达35%。当今，人为源SOA占主导地位，是前工业化时期的2.8倍，SOA非传统来源的贡献高达53%。人为排放增加导致大气氧化性显著升高，使生物源SOA对其前体物排放变化更为敏感。SOA非传统来源和大气氧化能力变化对于解释前工业化时期到当今的SOA变化至关重要。
下一步，研究团队将量化有机气溶胶的气候效应，探索植被生态-空气质量-气候之间的相互作用，进一步评估人类活动造成的气候强迫和环境影响。
该研究主要作者包括大气所杨颖川博士生、生态环境部环境规划院杨文夷博士、大气所朱家文副研究员等，通讯作者为大气所陈学舜副研究员和王自发研究员。研究受到了国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的支持和国家重点研发计划项目“全球高精度大气化学模式研发及大气污染控制”（2020YFA0607800，负责人：王自发）的资助。
非传统来源和大气氧化性对工业革命前后SOA差异的重要影响
主要作者介绍
杨颖川
中国科学院大气物理研究所博士研究生。
杨文夷
生态环境部环境规划院助理研究员，主要从事区域大气复合污染数值模拟研究。
陈学舜
中国科学院大气物理研究所副研究员，主要从事气溶胶微物理过程建模和全球大气化学模式发展与应用研究。
朱家文
中国科学院大气物理研究所副研究员，致力于全球植被动力学模式和中科院地球系统模式的发展和应用研究。
王自发
中国科学院大气物理研究所研究员，大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任，主要从事大气污染输送和沉降、大气化学模式研发、空气质量预报理论与方法研究。
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