家和地区,CMAQ对臭氧和PM25污染特征的模拟结果较好, 在过去的二十年中,美国环保署不断开发光化学空气质量模型 来评估空气污染问题和评估控制策略,目前美国环保署的空气质量 建模中心( SCRAM, Support Center for Regulatory Atmospheric Modeling)已经使用光化学模型作为其模拟分析的一部分,针对国 家和地区的相关法规的规定,如洁净空气州际规则(CAIR),提供光 化学模型的使用,以支持政策和监管决策。 最近十年,美国环保署采用空气质量模型(CAMx)解析了美国 各大州各行业的排放对2010年和2015年臭氧最大8小时浓度值未 达标城市的相对贡献。该解析模拟考虑了清洁空气州际规则(CAIR) 中制定的在未来一年对现有排放中氮氧化物的减排量。 4.3我国臭氧污染来源解析工作进展 近十年我国针对近地面臭氧污染和V0Cs源解析问题的研究引起 专家和学者的重视,在区域层面,珠三角、京津冀、长三角和成渝 等地区相继开展了一系列臭氧来源解析工作,北京、上海、广州、 大连等重点城市也开展臭氧来源解析方面的探索工作。 在臭氧前体物大量排放、气候条件有利臭氧生成的珠三角地区, 已进行过大规模的综合观测,并建立起较好的臭氧及前体物监测体 系,相关硏究单位对珠三角的臭氧污染的来源解析也做了深入的硏 究 成渝地区开展的臭氧来解析工作采用基于观测的模型OBM (0 bservational based mode l),分析了成渝地区的臭氧的生成机 制以及对臭氧前体物的敏感性
— 40 — 家和地区，CMAQ 对臭氧和 PM2.5污染特征的模拟结果较好， 在过去的二十年中，美国环保署不断开发光化学空气质量模型 来评估空气污染问题和评估控制策略，目前美国环保署的空气质量 建模中心（SCRAM，Support Center for Regulatory Atmospheric Modeling）已经使用光化学模型作为其模拟分析的一部分，针对国 家和地区的相关法规的规定，如洁净空气州际规则（CAIR），提供光 化学模型的使用，以支持政策和监管决策。 最近十年，美国环保署采用空气质量模型（CAMx）解析了美国 各大州各行业的排放对 2010 年和 2015 年臭氧最大 8 小时浓度值未 达标城市的相对贡献。该解析模拟考虑了清洁空气州际规则（CAIR） 中制定的在未来一年对现有排放中氮氧化物的减排量。 4.3 我国臭氧污染来源解析工作进展 近十年我国针对近地面臭氧污染和 VOCs 源解析问题的研究引起 专家和学者的重视，在区域层面，珠三角、京津冀、长三角和成渝 等地区相继开展了一系列臭氧来源解析工作，北京、上海、广州、 大连等重点城市也开展臭氧来源解析方面的探索工作。 在臭氧前体物大量排放、气候条件有利臭氧生成的珠三角地区， 已进行过大规模的综合观测，并建立起较好的臭氧及前体物监测体 系，相关研究单位对珠三角的臭氧污染的来源解析也做了深入的研 究。 成渝地区开展的臭氧来解析工作采用基于观测的模型 OBM （Observational Based Model），分析了成渝地区的臭氧的生成机 制以及对臭氧前体物的敏感性
目前,我国开展臭氧区域性臭氧来源解析的地区主要有珠三角、 长三角、京津冀、贵州省和福建省,部分城市也开展了臭氧来源解 析工作,据不完全统计,2014年起,西安市(2014年)、佛山市(2015 年)、大连市(2016年)、常州市(2017年)、中山市(2017年)、武 汉市(2018年)等城市相继开展和正在开展针对本城市臭氧污染的 成因分析及防治对策研究。 5.对流层大气臭氧污染形成的物理化学机理 臭氧从地表到对流层顶(大约12-20km)都有分布。一般而言, 混合层或地表层以上的臭氧浓度更高,但因健康效应,地表臭氧问 题引起更大的关注。对流层臭氧主要是由氮氧化物(NOx)、一氧化 碳(CO)和挥发性有机物(VOCs)在阳光下的大气光化学反应生成, NOx、CO和VOCs也被称为臭氧的前体物。因太阳辐射强度对大气光 化学的影响,臭氧浓度往往呈现明显的日变化和季节变化。臭氧峰 值往往出现在午后的数小时内。臭氧是大气中的强氧化剂,可能和 其它化合物发生反应,生成有毒空气污染物。对流层臭氧也是一种 温室气体,同时也会涉及甲烷和其它碳氢化合物的化学反应和清除, 从而影响气候变化。 和其它空气污染物类似,臭氧及其前体物的分布,受大气输送 和扩散过程的控制,包括风的水平输送(平流输送),水平和垂直方 向的扩散(大气边界层)、干沉降等。特定地区的复杂地形如海陆风、 山谷风也会有明显影响。臭氧前体物NOx和VOCs的浓度也受到排放、 输送和扩散过程的控制。臭氧是区域性的空气污染物,N0x及VOCs 排放源可对几百公里甚至上千公里范围的臭氧生成产生影响。平流
— 41 — 目前，我国开展臭氧区域性臭氧来源解析的地区主要有珠三角、 长三角、京津冀、贵州省和福建省，部分城市也开展了臭氧来源解 析工作，据不完全统计，2014 年起，西安市（2014 年）、佛山市（2015 年）、大连市（2016 年）、常州市（2017 年）、中山市（2017 年）、武 汉市（2018 年）等城市相继开展和正在开展针对本城市臭氧污染的 成因分析及防治对策研究。 5. 对流层大气臭氧污染形成的物理化学机理 臭氧从地表到对流层顶（大约 12-20km）都有分布。一般而言， 混合层或地表层以上的臭氧浓度更高，但因健康效应，地表臭氧问 题引起更大的关注。对流层臭氧主要是由氮氧化物（NOx）、一氧化 碳(CO)和挥发性有机物（VOCs）在阳光下的大气光化学反应生成， NOx、CO 和 VOCs 也被称为臭氧的前体物。因太阳辐射强度对大气光 化学的影响，臭氧浓度往往呈现明显的日变化和季节变化。臭氧峰 值往往出现在午后的数小时内。臭氧是大气中的强氧化剂，可能和 其它化合物发生反应，生成有毒空气污染物。对流层臭氧也是一种 温室气体，同时也会涉及甲烷和其它碳氢化合物的化学反应和清除， 从而影响气候变化。 和其它空气污染物类似，臭氧及其前体物的分布，受大气输送 和扩散过程的控制，包括风的水平输送（平流输送），水平和垂直方 向的扩散（大气边界层）、干沉降等。特定地区的复杂地形如海陆风、 山谷风也会有明显影响。臭氧前体物 NOx 和 VOCs 的浓度也受到排放、 输送和扩散过程的控制。臭氧是区域性的空气污染物，NOx 及 VOCs 排放源可对几百公里甚至上千公里范围的臭氧生成产生影响。平流
层的臭氧输送也可对对流层臭氧浓度产生影响。 5.1影响臭氧污染的气象及大气物理过程 5.1.1大气辐射对臭氧的影响 许多大气光化学反应是由痕量气态的光解触发,包括很多重要 的大气光化学物种,如:NO2,03,HCHO, CH CHO,HONO,NO3自由基 和HO2等。不同分子的光解,因其分子结构和键能的不同,取决于其 与特定能量光子相遇的概率 大气光化学物种的光化学通量,即从各个方向照射到某一体积 空气的辐射通量。光化学通量与太阳入射光强度有关,但不等同于 太阳入射光强度。分子的光解系数是由某一波长的光化学通量和分 子吸收截面积决定。 氧气和臭氧几乎吸收了所有小于290mm的太阳入射辐射,同时 在300-800nm范围,大气吸收比较弱,形成光谱“透明”窗口。大约 40%的太阳能集中在400-700nm。水汽的吸收比较复杂,且大部在太 阳入射和地球长波辐射800-2000nm的重合区间。 大气光解反应是太阳能转化成激发和分解化学物种的化学能 的过程。大气光解反应的强弱可以用大气光解系数或J- value描 述 J=,F(),(4)()d几 这里J(min)是光解常数,F(A)是光化通量(光子/(cm2min nm),),σ(λ)是i分子的吸收横截面积(cm/分子),Φ(A)是光 解反应的量子产率(分子/光子),是波长(nm)
— 42 — 层的臭氧输送也可对对流层臭氧浓度产生影响。 5.1 影响臭氧污染的气象及大气物理过程 5.1.1 大气辐射对臭氧的影响 许多大气光化学反应是由痕量气态的光解触发，包括很多重要 的大气光化学物种，如：NO2, O3, HCHO, CH3CHO, HONO, NO3自由基 和 H2O2等。不同分子的光解，因其分子结构和键能的不同，取决于其 与特定能量光子相遇的概率。 大气光化学物种的光化学通量，即从各个方向照射到某一体积 空气的辐射通量。光化学通量与太阳入射光强度有关，但不等同于 太阳入射光强度。分子的光解系数是由某一波长的光化学通量和分 子吸收截面积决定。 氧气和臭氧几乎吸收了所有小于 290 nm 的太阳入射辐射，同时 在 300-800 nm 范围，大气吸收比较弱，形成光谱“透明”窗口。大约 40%的太阳能集中在 400-700 nm。水汽的吸收比较复杂，且大部在太 阳入射和地球长波辐射 800-2000 nm 的重合区间。 大气光解反应是太阳能转化成激发和分解化学物种的化学能 的过程。大气光解反应的强弱可以用大气光解系数或 J-value 描 述。 J F d i i i ( ) ( ) ( ) 2 1 这里 Ji(min -1)是光解常数，F(λ) 是光化通量 (光子/（cm 2 min nm), )，σi(λ)是 i 分子的吸收横截面积(cm 2/分子)，Фi(λ)是光 解反应的量子产率(分子/光子)，λ是波长(nm)