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Nature Climate Change

花匠小妙招
2024-10-07 08:33

导读

近地表的臭氧对于植被生长和人类健康都有很大的影响，因此，为了减少臭氧的危害，从上世纪80年代开始，欧盟制定了一系列的政策来减少各成员国对于臭氧前体物(NOx)的排放。通常臭氧污染在夏季较为严重，这主要是受到天气和气候条件的影响，比如高压天气系统以及干旱和热浪事件等。近年来，欧洲地区夏季持续受到干旱和热浪影响，而植被受到水分和高温胁迫作用，会关闭气孔以减少水分的损失，而叶片表面气孔的关闭也会减少植被吸收臭氧(干沉降的一部分)，并进一步造成近地表的臭氧浓度上升。目前，大多数的大气化学模型都没有考虑这种植被-大气之间的反馈作用对于空气质量的影响。本文作者利用臭氧观测资料以及地球系统模式，研究了干旱期间植被-大气之间的反馈作用对于近地表臭氧浓度的影响。

原文信息

正文

图1. (a)夏季站点观测臭氧浓度与温度的变化， (b) NOx排放的变化趋势

作者利用欧洲四个观测站点夏季的臭氧观测数据研究了近几十年臭氧浓度的变化趋势，结果表明，在年际和年代际时间尺度上，臭氧浓度的变化都与温度密切相关。同时，从上世纪80年代到本世纪初期，臭氧浓度显著增加，之后，臭氧浓度有微弱下降的趋势。但是，人类活动引起的臭氧前体物 (NOx等)的排放在2000年之后显著下降，在2018年时已经减少到1960年的排放水平。但是，2000年之后夏季NOx排放的显著下降并没有带来臭氧浓度的显著下降，同时在欧洲遭受干旱影响较大的年份，比如1994和2003年，臭氧浓度也出现极大值，说明欧洲地区夏季气候变暖抵消了一部分NOx排放减少的作用。

图2. (a-b)夏季区域平均(c中虚线框)臭氧干沉降速率变化趋势，(c-d)干旱期间臭氧干沉降速率空间异常

目前，大多数的大气化学模型并没有考虑植被对于臭氧浓度的影响，作者将一种考虑了植被生长对于臭氧干沉降速率影响的参数化方案耦合到地球系统模式的陆面模块，使得地球系统模式可以模拟植被-大气之间的反馈作用对于臭氧干沉降速率的影响。模拟结果表明，随着温度升高或者干旱面积的增加，臭氧干沉降速率也逐渐降低，特别是2003年，欧洲地区遭遇极端干旱，而臭氧干沉降速率达到最低值。