研究发现260米高度处细颗粒物浓度总体比地面低2- 36%，且清洁时段的垂直差异高于污染时段。不同颗粒物污染组分和有机组分在不同的源排放情境下（采暖季、非采暖季和APEC区域源排放管控期）的垂直分布存在显著差异（图1）。如硝酸盐的垂直比值（260米/地面）普遍高于硫酸盐，主要由于城市高层气粒分配和非均相反应的生成硝酸盐的潜势更大。总体上来说，北京城市地区气溶胶垂直差异的变化要受排放源（餐饮和生物质燃烧等）、物理（如区域传输、山谷风、逆温逆湿和混合层高度等）和化学过程（如气粒分配和液相反应等）等多重因素影响。进一步研究发现重污染的形成和演化过程中，二次粒子的垂直分布存在一定的变化规律。在污染形成的初始阶段，二次粒子组分的垂直比值先有一个明显增加，佐证了区域输送在污染形成初期的重要作用，随后在污染的演化阶段则相对稳定，直到污染清除阶段，垂直比值再次急剧降低（图2）。研究也发现，当颗粒物浓度超过150 μg m-3， 垂直比值和混合层高度存在显著的相互作用，随着污染持续加重，混合层高度逐渐降低，二次粒子的垂直比值相应的降低。
研究结果发表于Journal of Geophysical Research-Atmospheres，得到了国家自然科学基金（91744207,41575120）和国家重点基础研究计划（2014CB447900）等项目资助。
文章链接：http://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018JD029337
图1. 北京秋冬季化学组分和有机组分的垂直分布。Ratios260/ground: 260米和地面的比值；NHP：非采暖季；APEC：亚太经合组织峰会；HP1：采暖季第一阶段；HP2：采暖季第二阶段。Org、 SO4、NO3、NH4和Chl分别指有机物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐和氯化物；FFOA、COA、BBOA、LO-OOA和MO-OOA分别指化石燃料燃烧、餐饮、生物质燃烧、低氧化性和高氧化性二次有机气溶胶。
图2. 两次重污染过程中气象要素、化学组分及垂直比值的演变规律。
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