Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”王珊珊、周斌研究团队揭示台风和污染大幅增加大气中的活性溴,影响空气质量和气候

2024-07-16阅:16

复旦大学、Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”王珊珊、周斌研究团队与西班牙国家研究委员会Alfonso Saiz-Lopez教授研究团队合作在National Science Review上发表了题为“Typhoon- and pollution-driven enhancement of reactive bromine in the mid-latitude marine boundary layer”的研究成果。该成果揭示了台风天气和空气污染对中纬度海洋边界层中活性溴含量的显著影响,为此前被低估的活性溴在大气化学、区域空气污染和全球气候变化中的作用带来了新的见解。

不同大气环境下活性溴的来源及溴化学机制示意图

研究团队结合观测约束的一维模型(THAMO)模拟,发现溴化学是花鸟岛O3消耗总量的第二大贡献成因(33.2%),仅次于NO滴定效果(55.8%)(图1a)。这表明如果不考虑溴化学作用,可能会忽视我国沿海区域臭氧消耗的一个重要途径。此外,大气化学传输模式模拟结果表明,大气中溴含量的增加可以降低中国东海的臭氧浓度,但同时会增加陆地沿岸地区的臭氧浓度,对沿海空气质量和大气氧化能力造成显著且复杂影响(图1b)。北半球存在频繁的气旋活动,而以往研究中并没有考虑气旋活动对海洋溴化学的增强作用,溴化学在区域和全球环境的作用可能被低估。

图1 2018年7月17日至31日期间溴化学对臭氧的影响

这项研究发现了类似于“极地溴爆炸”的现象,即极地气旋活动通过自催化化学反应促进了活性溴的释放。此前的研究在极地地区已经观察到这一点,但本研究扩展了对活性溴的来源和影响的理解,包括台风等极地以外气旋的影响。本研究通过强调自然天气现象与人为污染之间的复杂相互作用,强调了在预测大气条件和制定环境政策时,需要综合考虑这些因素。该研究不仅推进了我们对大气科学的了解,也呼吁在未来的气候和空气质量策略中整合极端天气事件和空气污染相互作用。

复旦大学、Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”王珊珊教授和西班牙国家研究委员会/香港理工大学/山东大学的李沁怡教授为第一作者,复旦大学、Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”周斌教授和西班牙国家研究委员会的Alfonso Saiz-Lopez教授为通讯作者。该研究工作得到了国家重点研发计划(2022YFC3700303, 2022YFC3700300)、国家自然科学基金(41775113)、欧盟地平线项目(ERC-2016-COG 726349 CLIMAHAL)和香港研究资助局(T24-504/17-N)等项目的支持。


图文、来源|Ⅳ类高峰学科“岛屿大气与生态”王珊珊、周斌研究团队