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新冠肺炎 (COVID-19)疫情的突然爆發(fā)，不僅嚴(yán)重沖擊了全球經(jīng)濟(jì)活動(dòng)氮氧化物，也深刻影響了我們的生活模式。隨之而來(lái)的，很多國(guó)家和地區(qū)大氣成分的濃度也經(jīng)歷了急劇下跌、低位維持和緩慢恢復(fù)的過(guò)程。基于已有的衛(wèi)星觀測(cè)報(bào)道，疫情期間我國(guó)二氧化氮柱濃度呈現(xiàn)出長(zhǎng)時(shí)間、大面積、大幅度的下降，變化速度和程度超過(guò)了我國(guó)歷次重大活動(dòng)保障期間減排措施的效果。然而，濃度變化往往受邊界層高度、氣象條件和傳輸擴(kuò)散等因素的影響，不一定能真實(shí)反映排放量的變化。疫情期間，氮氧化物的實(shí)際排放量減少了多少，對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量有著怎樣的影響？回答這些問(wèn)題可為氮氧化物減排方案的制定提供決策參考。

鑒于此，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所潘月鵬研究員與國(guó)家衛(wèi)星氣象中心張倩倩博士等合作，基于TROPOMI遙感監(jiān)測(cè)二氧化氮柱濃度，結(jié)合GEOS-Chem大氣化學(xué)模式，采用自上而下的方法反演了2019和2020年第一季度我國(guó)氮氧化物排放的變化，并進(jìn)一步計(jì)算了氮氧化物減排對(duì)近地面臭氧和細(xì)顆粒物濃度的影響。

圖1. 2019和2020年春節(jié)前后中國(guó)（左圖）和中國(guó)東部（110°E-122°E一氧化碳報(bào)警器，30°N-42°N，右圖）氮氧化物的排放強(qiáng)度（單位：千噸/天）。其中，w0代表春節(jié)期間，柱狀圖代表周平均。

結(jié)果顯示：2020年封城期間（春節(jié)及之后四周），我國(guó)氮氧化物排放強(qiáng)度比春節(jié)前降低了44.7%，比2019年同期降低了53.4%。2020年春節(jié)后第五周起的四周內(nèi)（3月2-29日），我國(guó)大部分地區(qū)的氮氧化物排放強(qiáng)度逐漸恢復(fù)并接近于2019年同期水平（略低8.2%）。然而，中國(guó)東部氮氧化物排放強(qiáng)度的恢復(fù)較慢，到2020年3月底，氮氧化物排放強(qiáng)度仍低于2019年同期22.9%，顯示出復(fù)工復(fù)產(chǎn)的區(qū)域差異性。

圖2. 中國(guó)東部氮氧化物排放降低對(duì)2020年第一季度大氣細(xì)顆粒物和臭氧濃度的影響。

2020年第一季度二氧化硫檢測(cè)儀，中國(guó)東部氮氧化物排放量比2019年同期降低了40.5%氮氧化物，使更多的大氣自由基（HOx）參與臭氧生成，從而導(dǎo)致近地面臭氧濃度上升了36.5%。然而氮氧化物，中國(guó)東部近地面細(xì)顆粒物濃度的下降幅度僅為12.5%。疫情期間，臭氧及相關(guān)的大氣自由基濃度均有所上升，促進(jìn)了二次顆粒物生成的非均相反應(yīng)過(guò)程，這可能是細(xì)顆粒物濃度降低較少的原因之一。

2020年封城期間，氮氧化物排放強(qiáng)度降低的幅度高于以往春節(jié)假期造成的“節(jié)日效應(yīng)”，而這個(gè)降幅也可能代表了當(dāng)前技術(shù)水平下我國(guó)氮氧化物減排的上限（40-50%）。然而，如此大幅度的氮氧化物減排對(duì)顆粒物的消減作用卻非常有限，且?guī)?lái)臭氧濃度的明顯反彈。因此，在未來(lái)污染物減排方案的制定中，應(yīng)充分考慮顆粒物和臭氧之間復(fù)雜的相互作用，實(shí)施多種大氣污染物的協(xié)同控制。

文章鏈接：

Zhang, Q., Pan, Y.*, He, Y., Walters, W. W., Ni, Q., Liu, X., Xu, G., Shao, J., and Jiang, C. 2020. Substantial nitrogen oxides emission reduction from China due to COVID-19 and its impact on surface ozone and particle pollution. Science of the Total Environment,

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