研究人员研究城市大气中的新粒子形成事件

国际研究团队对北京大气中的新粒子形成(NPF)事件进行了研究，首次证明了传输在城市大气中NPF事件中的重要性。此类大气NPF事件会影响空气质量、气候和人类健康。

该团队的研究结果发表在Particuology上。

NPF事件是大气中二次粒子的重要来源，显着影响云反照率和空气质量。NPF事件在大气中高气溶胶负荷(所谓的“污染”NPF事件)下发生的机制以前尚未完全了解，导致气候模型和颗粒污染控制的精度有限。

为了更好地了解这些“污染”的NPF事件是如何发生的，研究团队于2016年夏季在北京进行了为期一个月的综合现场测量。团队发现，“干净”的NPF事件是由局部成核和生长引起的，而“污染的”NPF事件是由局部成核生长和区域传输引起的。

区域传输是上风源污染物影响下风位置空气质量的过程。该团队的研究结果强调了纳米粒子在相对污染的大气中传输的重要性。这一结果表明，区域联合治理大气污染是一项必不可少的政策。

由于其对空气质量、气候因素和人类健康的负面影响，研究人员广泛研究了中国的大气NPF。2004年以来，北大气溶胶团队连续开展了NPF测量，在北京大气中观察到了一种独特的污染型NPF过程。

在他们观察到的这个NPF过程中，背景粒子水平很高，粒子爆发覆盖了很宽的范围(3-20nm)。北京大学教授胡敏说：“虽然已经建立了清洁大气中NPF事件的许多机制，但污染NPF事件如何发生的机制仍然模棱两可。”

为分析交通对NPF事件的影响，该团队于2016年夏季在北京市中心西北约40公里的郊区地点进行了为期一个月的观察。该地点受山区和山谷风控制的区域交通的强烈影响。

他们使用粒子、前体和气象数据全面调查了“干净”和“污染”的NPF事件。为了发现NPF事件是否在更大范围内发生，他们在北京大学主校区的市区进行了同步测量。

2016年夏天，该团队发现污染NPF事件是由大气中纳米粒子的区域传输和局部成核引起的。运输在早上从上风区域带来3-20nm的粒子，局部成核作用从当地时间12:00左右开始贡献分子簇，例如硫酸二聚体。

他们发现，与正常的“干净”NPF日和没有NPF事件的日子相比，“污染”NPF日的风向也有所不同。“我们的研究结果表明，即使在严格控制颗粒物和NPF气态前驱体的局部排放的情况下，传输仍然可以在局部大气中产生大量的二次颗粒物，进而引发雾霾事件。因此，非常需要采取联合控制措施区域规模实现进一步颗粒物污染减缓，”胡说。

展望未来的研究，该团队计划进行包括有机分子在内的更多参数的现场监测活动和实验室模拟，以获得对“污染”NPF事件的更深入和分子化的理解。“最终目标是在空气质量模型和气候模型中改进清洁型和污染型NPF事件的机制，并减少应对气候变化和控制空气污染的政策不确定性，”胡说。