应用大气化学模型解析华北地区大气氮沉降时空分布特征及影响因素

摘要

本研究基于大气化学传输模型模拟结果,分析了2005—2015年华北地区大气氮沉降的时空分布特征,通过对2005年和2015年的结果进行模型敏感性实验,定量分析了全国和华北本地的人为源排放以及气象场对华北地区氮沉降年际变化的贡献。结果表明:(1)2005—2015年华北地区氮沉降年均量为28.7 kg·hm^(-2)·a^(-1)(以N计,余同),其中18.7 kg·hm^(-2)·a^(-1)来自还原态氮(NHx),10.0 kg·hm^(-2)·a^(-1)来自氧化态氮(NOy)。湿沉降占比为56%(16.1 kg·hm^(-2)·a^(-1)),略高于干沉降(12.6 kg·hm^(-2)·a^(-1))。氮沉降的高值主要集中在华北的东南地区,低值集中在华北的西北地区,整体呈夏季高冬季低的季节特征。(2)2005—2015年,华北地区氮沉降整体呈先增加后减少的趋势,波动范围在27.4—30.4 kg·hm^(-2)·a^(-1)。相较2005年,2015年氧化氮沉降增加了2.2 kg·hm^(-2)·a^(-1),而还原氮沉降减少了1.9 kg·hm^(-2)·a^(-1)。其中氮氧化物(NOx)和氨气(NH3)人为源排放的变化分别导致了1.0 kg·hm^(-2)·a^(-1)氧化氮沉降的增加和2.5 kg·hm^(-2)·a^(-1)还原氮沉降的减少,分别占全国人为源排放贡献的89%和53%,这说明区域传输对于2005—2015年还原氮沉降变化的影响较大。(3)华北地区干沉降的年际变化主要取决于前体物排放的变化,而湿沉降不仅受前体排放的影响,也受到降水等气象场的驱动。