2015—2020年中国臭氧污染时空演化及其与厄尔尼诺-南方涛动的关系研究

为研究2015—2020年我国近地面臭氧(O_(3))污染时空演化特征以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)对我国O_(3)污染的影响,本文基于2015—2020年我国近1500个监测站点的O_(3)浓度数据(不包括港澳台地区数据),综合运用空间自相关、热点分析、异常值分析及回归分析,研究2015—2020年我国O_(3)污染的时空演化、浓度异常特征及其与ENSO事件和气象因素的关系.结果表明:(1)2015—2019年我国O_(3)污染集聚效应不断增强,但2020年显著降低.(2)我国O_(3)浓度呈先升高(2015—2018年)后下降(2018—2020年)的特征,2017年、2018年O_(3)年均浓度分别较上一年升高8.72%、1.76%,2019年、2020年O_(3)年均浓度分别较上一年下降3.60%、3.66%.除2019年、2020年外,O_(3)浓度高值聚集区站点的O_(3)浓度峰值和高值天数(日均值大于120μg/m^(3)的天数)均大于O_(3)浓度低值聚集区站点.(3)O_(3)高浓度时期为每年的4—10月.O_(3)高浓度区域春、夏两季以华北为核心,秋季向华南和东南地区转移.(4)回归分析表明,我国O_(3)浓度正异常与ENSO负相拉尼娜相关,O_(3)浓度负异常与ENSO正相厄尔尼诺相关.我国东南部O_(3)浓度异常主要受ENSO期间太阳辐射异常和降水异常的影响,而西部和北部地区O_(3)浓度异常主要受ENSO期间风速异常的影响.研究显示,2015—2020年我国O_(3)平均浓度呈先升高后降低的变化趋势,O_(3)高浓度时期以春、夏两季为主,O_(3)高浓度区域随季节而发生变化,且不同区域O_(3)污染变化特征不同,ENSO对我国不同区域O_(3)污染的影响机制不同.

2015—2020年中国PM_(2.5)污染时空演化及其与ENSO的关系研究

根据2015—2020年中国近1500个监测站点PM_(2.5)小时浓度数据,利用空间自相关分析、回归分析及小波分析方法,探索了中国PM_(2.5)浓度与异常的时空演化及其与ENSO(El Niño-Southern Oscillation,厄尔尼诺-南方涛动)之间的关系.结果表明,PM_(2.5)污染具有显著空间自相关性,空间上存在明显集聚特征.PM_(2.5)浓度较高的站点通常位于华北地区,其次是华中、华东北部,而PM_(2.5)浓度较低的站点通常位于青藏、华南南部和西南南部地区,特别是华南沿海区域.两个ENSO期间,夏季,全国各区域厄尔尼诺年(2015年和2018年)PM_(2.5)平均浓度高于拉尼娜年(2017年和2020年);冬季,北方大部分区域,除ENSO II内蒙古和青藏地区以外,厄尔尼诺年PM_(2.5)平均浓度也高于拉尼娜年,但华南和西南地区的结果相反,表明ENSO对我国冬季南北方PM_(2.5)污染的影响可能相反.回归分析表明,华北、华东、华中北部及东北地区PM_(2.5)月均浓度正异常与ENSO正相(厄尔尼诺)相关,华中南部、华东南部、华南及西南地区PM_(2.5)月均浓度正异常与ENSO呈负相(拉尼娜)相关.这些PM_(2.5)浓度异常可以部分解释为与ENSO相关的气象因素异常的影响,我国北方(除ENSO II青藏以外),特别是东北的PM_(2.5)污染正(负)异常同时受ENSO正相厄尔尼诺(负相拉尼娜)期间的异常高(低)温和降水负(正)异常的共同影响,而中国东南沿海地区PM_(2.5)污染正(负)异常主要与ENSO负相拉尼娜(正相厄尔尼诺)导致的负(正)降水异常和异常东北(西南)风相关.