帕米尔高原近地面臭氧观测及其影响因素分析

既有研究表明,高浓度的近地面臭氧污染,不但严重影响着人类的健康、植被的生长以及农作物的产量,而且也是全球气候变化的重要影响因素;同时近地面的臭氧浓度也存在不同程度的增加趋势。该文使用地表臭氧浓度观测仪器对帕米尔高原塔什库尔干县近地面臭氧浓度开展连续自动观测,利用2016年12月11日-2020年4月30日臭氧数据及相应时段的气象数据资料,分析了地表臭氧质量浓度的各种变化规律,重点讨论了沙尘天气过程臭氧日变化特征,同时还探讨了臭氧变化的主要影响因素。研究结果表明:(1)臭氧浓度日变化规律为明显的单峰型,白天变化非常大,夜间变化比较缓慢,日平均质量浓度分布在3.8~125.9 mg/m^3;PM10、PM2.5和PM1质量浓度日变化规律与臭氧浓度日变化完全相反,有2 h的滞后性,即PM10、PM2.5和PM1质量浓度比臭氧浓度变化明显晚2 h达到峰值和谷值。(2)臭氧浓度周变化特征为:最高值出现在星期日,最低值出现在星期二,表现出较弱的周末效应现象。(3)2016年12月-2020年4月观测期间,2017年1-11月变化规律明显,以6月为中心两边逐渐降低的对称结构分布,其中月平均浓度最高为98.7 mg/m^3,月平均浓度最低为34.0 mg/m^3。(4)季节变化与沿海内地大中型城市变化特征基本一致。具体表现在夏季、秋季2个季节臭氧质量浓度较高,春季和冬季臭氧质量浓度比较低,并且值比夏季和秋季相差很大。夏季和秋季是4个季节中臭氧浓度日变化最剧烈的;春季变化位居其次,冬季变化最小。(5)浮尘天气过程在地表臭氧浓度变化中扮演着重要角色,浮尘天气来临,臭氧浓度逐渐降低,浮尘天气过程结束后,地表臭氧浓度逐渐升高。(6)晴天的臭氧浓度明显比阴天、阵雨和浮尘天气高。影响臭氧污染发生的因素较多并且是共同作用的结果,相对湿度、风速、风向、太阳辐射的变化对近地面臭氧浓度的变化具有重要的作用。