(a) PM2.5 koncentration i genomsnitt 2013–20. Den rektangulära rutan indikerar NCP-regionen. (b) Årsmedelvärde för PM2,5 koncentration och bidraget från ND över NCP. De ursprungliga uppgifterna har avslöjats. (c) Atmosfärisk utsläckningskoefficient (1980–2013) härledd från sikt och PM2,5 koncentrationsdata (2013–2020) i september till december över den nationella kontaktpunkten på undersäsongsskala. Enheten för extinktionskoefficient är km −1 , och för PM2.5 koncentrationen är μg m −3 . R indikerar korrelationskoefficienten mellan SO och ND med P =0,02. Kredit:Atmospheric and Oceanic Science Letters (2022). DOI:10.1016/j.aosl.2022.100274
Ett dis hänger ofta över Kina, särskilt över den mycket befolkade norra Kinaslätten under höst- och vintermånaderna. Koncentrationen av disföroreningar partiklar (PM2,5 ) i denna region har nått över dubbelt så hög nationell standard för säker luftkvalitet. Kinesiska forskare sökte djupare in i disföroreningsmönstren och observerade ett kortvarigt "gungbräde"-fenomen under hösten och tidig vinter, med höga föroreningsnivåer i september och oktober i kombination med låga disnivåer i november och december – eller vice versa.
Forskarens observationer, publicerade nyligen i Atmospheric and Oceanic Science Letters , ger ny insikt i luftkvalitetens variation under säsong över North China Plain (NCP). Studien innebär också en möjlig ny metod för att förutsäga dis över regionen och så småningom förbättra luftkvalitetskontrollen.
Strängare utsläppskontrollpolitik under de senaste åren har mildrat dis över NCP, men fortfarande finns hälften av de mest förorenade städerna i regionen. Dis i NCP är vanligare och intensivare på hösten och vintern på grund av väderförhållanden och mänsklig aktivitet. Även om tidigare studier avslöjade säsongsbetonade och år till år variationer av disföroreningar över denna region, har lite förstått om dess beteende på undersäsongsmässiga tidsskalor.
"Ur luftkvalitetsperspektivet är PM2.5 nivån under årets sista månader har stor betydelse för luftkvalitetsstatusen för året som helhet", säger Aijun Ding, professor från Joint International Research Laboratory of Atmospheric and Earth System Sciences vid Nanjing University School of Atmospheric Sciences. "Därför. , kortsiktiga prognoser på 1-2 månaders luftföroreningar behövs ofta."
Med hjälp av en nästan 40-årig datauppsättning av synlighetsmätningar och PM2,5 observationer, observerade forskare ett "gungbräda"-fenomen i beteendet hos disföroreningar:om föroreningsnivåerna sjunker i september och oktober är diset vanligtvis allvarligare i november och december. Under andra år observerade de motsatsen:höga föroreningsnivåer i september och oktober med lägre dis under de senaste två månaderna.
Regionala och storskaliga atmosfäriska cirkulationsmönster i NCP dikterar att månader med dålig luftkvalitet vanligtvis uppvisar högre relativ fuktighet, lägre vindhastigheter nära ytan och andra väderförhållanden som tillåter luftföroreningar att dröja kvar, vilket leder till ökad disförorening – men kortvarigt, eller under säsong, fenomen med gungbryn avviker från detta mönster.
För att undersöka varför de såg en plötslig omsvängning av cirkulationen, genomförde forskare sammansatta analyser under ett antal år där gungbrunnens föroreningspåverkan var stark.
De fann att fenomenet inte är kopplat till långvariga processer, utan av plötsliga förändringar i atmosfärens rörelse, som regleras av ett storskaligt atmosfäriskt mönster som härrör från onormala havstemperaturer i Nordatlanten.
Gungbrunnsrelationen ger större insikt i förutsägelsen av disvariabilitet på flera skalor, såväl som möjligheten till effektiv kortsiktig minskning av dis för att nå årliga luftkvalitetsmål i Kina.
"Vintern är säsongen med de mest allvarliga disföroreningarna i östra Kina, och det är den enda chansen för städer att genomföra intensifierade luftkvalitetsåtgärder för att nå sina årliga luftkvalitetsmål", säger Ding. "Fynden i den här artikeln ger ett enkelt och potentiellt genomförbart sätt att uppnå detta mål."
Kommande hinder inkluderar analys av de fysiska och kemiska interaktionerna mellan disföroreningar på en undersäsongsskala, sa Ding. Ytterligare studier kommer att inkludera numeriska simuleringar av globala klimatkemimodeller som inkluderar havsprocesser. Forskarna kommer att använda dessa modeller för att bättre förstå hur gradvisa atmosfäriska förändringar påverkas av havs-luftinteraktioner och kan påverka undersäsongsdis.
"Vårt yttersta mål är att heltäckande förstå klimatpåverkan på disföroreningar ur ett flerskaligt perspektiv, och att ge mer vetenskapligt stöd för effektiv luftkvalitetshantering", säger Ding. + Utforska vidare
