我国学者揭示近十二年中国SO2的时空变化格局与成因

我国学者揭示近十二年中国SO2的时空变化格局与成因

由于我国的能源结构以煤炭为主，煤炭燃烧产生的SO2污染是我国面临的重大环境问题之一。除了SO2本身对人体健康有严重的影响，其通过气粒转化形成的二次气溶胶粒子会加剧灰霾的发生和发展。在“十一五”之后，SO2污染物总量减排成为我国的一项重要任务。许多研究工作都表明，我国SO2的排放量呈现显著的下降趋势。但是，仍有一些科学问题尚未弄清：(1) SO2是单调持续下降，还是存在一些复杂波动过程？(2) 不同区域SO2的变化存在怎样的关联和差异？(3) 变化的成因是什么？除了排放量的变化，气象条件扮演怎样的角色？

针对这些科学问题，中科院大气所中层大气和全球环境探测重点实验室（LAGEO）王普才研究员与比利时高层大气所、清华大学的学者开展了合作研究。应用最新的卫星SO2产品、排放清单和气象场等，详细解析了近十二年中国SO2的时空变化格局与成因。

图1 (左) 中国SO2柱总量EOF分析的第一模态和主成分。(右) 北方和南方的的SO2柱总量与排放量的时间序列与回归分析。

研究发现，我国SO2具有明显的季节和区域分布特征，冬季浓度最高，两个高值区分别位于华北平原和成渝地区。近十几年来，全国范围内SO2总体呈下降趋势，且浓度越高的区域下降越显著。然而，这种下降并不是单调递减，而是存在四个明显的阶段：2005年之后短暂的上升，2007-2008年和2014-2016年间经历了两次急剧下降，以及2009-2013年有持续5年的反弹。

尽管整个东部地区都表现为这样的特征，但北方和南方成因并不相同。在北方地区，SO2排放量的变化也存在四个阶段，与SO2浓度的变化完全一致。因此，SO2浓度是由SO2的排放量驱动的，解释方差的百分比达81％。在总排放量中，工业部门的排放在整个期间主导SO2变化。

与北方地区相比，由于工业和生活减排的协同作用，南方地区SO2排放呈持续下降趋势。但是，南方地区的SO2浓度在2009至2013年仍然出现了反弹，因此SO2排放量对浓度解释方差仅有45%。进一步研究发现，2009至2013年南方地区SO2浓度反弹是由于不利的气象要素导致的，包括降水偏少、风速减弱和静力稳定性增加等，并且气象条件的作用超过了减排的影响，从而在2009至2013年间引起SO2的反弹。见图1。

相关研究成果发表在《Atmos. Chem. Phys.》杂志上。

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