研究方向

    本课题组针对我国复合型大气污染现状，致力于城市和区域空气污染成因分析和改善研究。主要包括二次颗粒物污染的形成机理及来源分析，臭氧污染解析及与颗粒物的协同，卫星遥感对污染物浓度反演及排放校验等。

 

1、二次颗粒物污染形成机理和来源分析

    二次颗粒物（也称二次气溶胶），占细颗粒物（PM2.5）质量浓度的50-80%，是造成我国当前颗粒物污染的主要原因。二次气溶胶可进一步分为二次无机气溶胶和二次有机气溶胶。二次无机气溶胶的生成主要是气态前体物二氧化硫（SO2）和氮氧化物（NOx）通过气相、液相和非均相反应生成 H2SO4 和 HNO3，进一步与NH3反应生成固态的 NH4HSO4，(NH4)2SO4 和 NH4NO3。二次有机气溶胶(SOA)的生成主要是通过人为源和自然源排放的挥发性有机化合物（VOCs），经过氧化/老化等过程后生成固态的有机物。课题组利用区域化学传输模式（WRF-Chem和WRF-CMAQ），优化更新SOA的液相生成机制、挥发性等级算法（VBS），硫酸盐非均相生成机制等，分析二次颗粒物污染事件的成因，以及城市空气污染的来源等。

      

液相SOA对光化学污染事件中对颗粒物的贡献

 

 

生物源OA占总OA的比例，以及液相SOA占总SOA的比例

 

2、臭氧污染解析及与颗粒物的协同

    近年来我国颗粒物污染已得到有效控制，但臭氧（O3）问题却日益突显。对流层臭氧是典型的二次气态污染物，主要由NOx和VOCs通过光氧化反应生成。课题组利用WRF-Chem、CMAQ等模式分析臭氧的区域贡献、来源贡献，典型城市的臭氧敏感型，以及臭氧与颗粒物的协同控制机制等。

 

自然源、人为源及其交互作用对城市臭氧的贡献

 

 

 长三角地区典型污染过程中O3对前体物浓度的响应

 

3、卫星遥感对污染物浓度反演及排放校验等

    卫星遥感产品可提供地表类型、污染物浓度和分布等信息，对于研究地表类型变化（城市化进程、植被修复等）对空气污染的影响，验证污染物排放估算的误差，评估数值模式对于污染过程的模拟能力等有重要作用。课题组利用卫星产品结合WRF-Chem、GEOS-Chem模式，分析建筑工地对于城市颗粒物污染的定量贡献，中国SO2排放估算的校验及其在空气质量预报中的应用等。

      

                      基于超高分辨率（0.5m）卫星产品反演的城市建筑工地分布及验证