地球环境研究所在冬季空气污染带迁移的调节机制取得新进展
【发布时间：2021年05月27日
】【来源：中科院地球环境研究所】
随着气候变化对大气、海洋、生态环境以及生物多样性产生越来越深刻且久远的影响，气候变化以及气候系统中各种因子的变化对大气环境和空气质量的影响评估也受到科学界和公众的广泛关注。现有研究发现多种气候因子如太平洋年代际振荡、厄尔尼诺、北极涛动、北极海冰、欧亚大陆积雪覆盖都与我国冬季空气污染有着紧密的联系。然而，究竟何种气候因子才是调节空气污染发生发展的本质因素，目前研究还不清楚；对这种本质因素的变化会引起空气污染发生怎样的位置变迁更尚未有报道。这对地区经济发展规划、生态环境保护政策以及大气污染防治计划的制定和实施却是至关重要的。
中国科学院地球环境研究所气溶胶化学物理实验室联合宁波大学地理与空间信息技术系综合应用中国生态环境保护部地面空气污染监测资料、欧洲中期天气预报中心再分析气象资料和全球大气化学传输模式GEOS-Chem，发现PM2.5浓度的经向分布和重污染带的位置明显受到东亚冬季风的调节。该调节机制会在冬季风加强时明显推动重污染带向南迁移。基于东亚冬季风和重污染带位置的关系，我们应用耦合模式比较计划CMIP5/CMIP6预测了气候变化背景下，不同排放情景下未来数十年中国东部空气污染带的年代际变化。结果表明，2050年前东亚冬季风的年代际变化很可能会导致污染带向南迁移。21世纪下半叶，代表性浓度路径情景（RCPs）和共享的社会经济路径情景（SSPs）的预测结果有所差异，重污染带有可能会回到中国北方。
尽管气候预测存在很大的不确定性，但基于RCPs和SSPs的预测结果对我国针对不同区域制定有差别的减排措施来实现清洁空气质量仍然有重大的借鉴意义。更重要的是，空气污染带的迁移必然会导致与生态环境相关的碳源和碳汇的重新分配。特别是，中国要力争在2030年实现碳达峰，2060年实现碳中和,为实现双碳达标计划这一重大的国家战略需求，空气污染带的位置及其主要调节因素，以及受气候变化的影响程度都是国家经济规划和工业化布局中需要去重点关注的问题。
该成果已发表在国际地学期刊Geophysical Research Letters（Zhao et al., 2021, Geophysical Research Letters）。该研究得到国家自然科学基金（41807307，41703127）和中国科学院西部青年项目（XAB2016B04）的联合资助。
文章链接：https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2021GL092672
Zhao, S., Feng, T., Tie, X., Li, G., & Cao, J. (2021). Air pollution zone migrates south driven by East Asian monsoon winter and climate change. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092672. https://doi.org/10.1029/2021GL092672.
图1 空气污染带所处的平均纬度随东亚东季风强度指数的变化。二者的线性关系表明重污染带的位置高度依赖于东亚冬季风。
图2 RCPs和SSPs情景下，CMIP多模式集合结果预测的东亚冬季风的年际和年代际变化
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