臭氧污染形成的气象和气候因素

1.气象因素

臭氧浓度与气象要素存在不同程度的相关性。然而，由于气象条件对臭氧的生成具有很强的非线性关系及区域前体物排放比例的差异，气象要素对臭氧浓度的影响有区域、季节和尺度的特征。从局地尺度，短期臭氧浓度变化受当地气象因素控制（He et al., 2017；Zhao et al., 2016），晴空、高温、低湿有利于臭氧污染的形成（He et al., 2017；Jacob et al., 2009；刘建等，2017）。从区域动力传输尺度，近地面臭氧及其前体物的水平输送大多在边界层内进行，受盛行风向、局地环流和大气边界层结构的共同影响（Moghania et al., 2018）。

2. 天气系统影响

不同尺度天气系统发展及演变影响臭氧的输送：与极锋急流相联系的平流层空气侵入，导致对流层臭氧浓度的增加（James et al., 1995）；副热带急流能够导致平流层的空气进入对流层（Gouget et al., 1996），导致对流层上层臭氧浓度升高（郑永光等，2008）；热带气旋驱动对流层与平流层气流的相互交换，从而引起近地面臭氧浓度升高（Jiang et al., 2015）；天气形势的周期性变化，也会导致臭氧浓度周期性变化（He et al., 2017；Liu et al., 2018a）。中小尺度天气系统是导致臭氧浓度日变化的重要原因（Gao et al., 2019；Hu et al., 2012；Lai et al., 2009；Peng et al., 2011；Sillman, 1999；Xie et al., 2016）：热带气旋环流影响我国东南沿海臭氧浓度，其外围大范围的下沉气流易引起高浓度臭氧污染事件（Shu et al.,2016）；海陆风的影响，使午夜到中午的离岸风将臭氧前体物从内陆和沿海地区吹到海洋上空，下午海风则将含有臭氧的气团吹回岸上，在13:00—14:00 之间形成臭氧浓度高值（Ding et al., 2004）。

3. 气候变化的影响

一般认为全球变暖使得近地面臭氧浓度升高，但气候变化对于臭氧浓度的影响小于人为排放变化的影响（Chen et al., 2019；Liu et al., 2013；Meleux et al., 2007；Sun et al., 2019；Yin et al., 2019）。另外，全球变暖导致臭氧天然前体物——异戊二烯排放量的增加（Sanderson et al., 2003），进而导致臭氧浓度升高。

综上所述，气象要素和天气系统对臭氧的影响主要体现在对臭氧的化学形成、传输和天然源前体物的排放上，其中温度、湿度、辐射及边界层高度是主要影响因素。气候变化以及极端天气（气候）也可通过改变气象条件进而影响臭氧浓度。需要指出的是，这些要素对我国臭氧的影响有较大的时空差异，具体的量化分析要考虑区域的气象和前体物排放特征。这也是需要因地制宜制定臭氧防控策略的原因之一。