广州暖季夜间臭氧增加事件的特征及一次水平输送个例分析

近年来,我国粤港澳大湾区臭氧污染问题日益突出,夜间臭氧浓度呈增长趋势.目前,大部分研究主要关注于白天臭氧的生成过程,而对夜间臭氧浓度不降反升现象的认识明显不足.本研究利用2014—2019年粤港澳大湾区中心城市广州的污染物观测数据,统计了夜间臭氧出现增加(NOE:nocturnal ozone enhancement,定义为夜间20:00—6:00臭氧相邻时刻增加量大于5×10^(-9)(Part per billion,下同))的频率、出现时间、峰值浓度,结合ERA5再分析数据和常规气象观测数据分析了NOE事件的潜在成因及垂直和水平输送的相对贡献大小.结果表明,广州暖季(4—11月)夜间出现NOE事件的年平均天数为(59±11)d,主要发生于23:00—3:00.NOE事件造成的夜间峰值浓度可达到(33±10)×10^(-9),明显高于不出现夜间臭氧增加(NNOE:non-enhanced nocturnal ozone,定义为夜间20:00—6:00臭氧相邻时刻增加量均小于1×10^(-9))时的浓度((16±12)×10^(-9)).相比于NNOE事件,出现NOE事件对应的当日最大8 h浓度、次日最大8 h浓度、夜间平均O_(x)(O_(x)=O_(3)+NO_(2))浓度、夜间PM_(2.5)浓度以及夜间平均水平风速明显偏高.加强的垂直混合和高浓度臭氧的区域输送是广州形成NOE事件的主要成因,9月和10月臭氧的水平输送对NOE事件形成的贡献更显著,而其他月份垂直输送的贡献相对更大.未来需要结合模式进一步诊断NOE事件的成因和量化不同气象过程的相对贡献大小,以便更好的认识臭氧的日变化规律和为区域臭氧污染防治提供科学依据.