近日，国际知名期刊Environmental Pollution在线发表了海洋与大气学院的最新科研成果“Regional source attribution of tropospheric ozone to NOx and volatile organic compounds in the Beijing-Tianjin-Hebei region using the WRF-Chem model”（基于WRF-Chem模式的京津冀地区对流层臭氧区域来源解析：NOx与挥发性有机物的贡献）。该成果第一作者为海洋与大气学院2024届博士毕业生、现法国国家科学研究中心大气环境与空间观测实验室（CNRS-LATMOS）博士后张玮航博士，通讯作者为海洋与大气学院盛立芳教授。合作者包括海洋与大气学院赵园红副教授、环境科学与工程学院高阳教授、山东大学环境研究院张玉强教授、法国国家科学研究中心（CNRS）Kathy Law研究员等。
臭氧污染问题日益突出，目前已经超过PM2.5，成为京津冀地区的首要大气污染物。氮氧化物（NOx）和挥发性有机物(VOCs)是臭氧生成的两类重要前体物，因此分别量化二者对臭氧生成过程的贡献，对于深入理解臭氧污染形成机制、制定精准减排策略至关重要。然而，目前数值模式中的源解析方法大多仅将臭氧归因至控制性前体物上，且难以刻画气溶胶对气象场的反馈作用。在气溶胶背景浓度较高、臭氧前体物排放源复杂的东亚地区，给臭氧源解析研究带来较大的不确定性。
针对这一问题，本研究在前人的工作的基础上，在WRF-Chem模式中开发了一种新的臭氧源解析方法。该方法基于SAPRC99气相化学机制和MOSAIC-8bin气溶胶机制，在考虑气溶胶辐射反馈条件下，实现了对臭氧生成过程中NOx和VOCs前体物分别贡献的显式归因与定量评估。研究结果表明，京津冀地区参与臭氧生成的NOx主要以本地人为排放为主；而来自人为排放、背景甲烷以及生物源排放的VOCs，对该地区臭氧生成的贡献相当。除本地排放外，山东省是京津冀地区臭氧前体物人为排放的第二大源地，东北地区排放的NOx和长三角地区排放的VOCs对京津冀地区臭氧的人为来源贡献均超过10%。研究还进一步揭示了臭氧及其前体物的远距离输送机制：区域传输的平流过程主要发生在边界层之上的自由大气中，在传输过程中臭氧前体物在日间通过光化学反应持续生成臭氧；随后在京津冀上空通过湍流混合作用向近地面输送，从而加剧地面臭氧污染。
在全球变暖背景下，前体物排放与臭氧生成过程的复杂性会进一步增强，从而加剧臭氧污染风险。本研究加深了对京津冀地区臭氧生成过程的认识，为未来臭氧污染防控和精准减排政策的制定提供了重要科学依据。
图1.不同来源NOx和VOCs排放对京津冀地区臭氧污染影响相关过程示意图。
发表文章列表：
Zhang, W., Hai, S., Zhao, Y., Liu, D., Meng, J., Liu, X., Gao, Y., Zhang, Y., Yang, L., Law, K., and Sheng, L., 2026. Regional source attribution of tropospheric ozone to NOx and volatile organic compounds in the Beijing-Tianjin-Hebei region using the WRF-Chem model. Environmental Pollution. (397), 127914.
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.envpol.2026.127914