1022 / 2026-03-27 10:47:02

灌溉对区域气候和空气质量影响的数值模拟研究

农业灌溉,区域气候,臭氧,PM2.5

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.5 气候-生态-大气化学间相互作用

大规模的灌溉在提高作物产量的同时，也显著影响着区域水文气候、极端天气和气候事件。而区域气象条件的变化也显著改变着污染物的释放、输送和化学生成与去除，从而进一步影响人体健康和作物生长。尽管当前针对灌溉对区域气候的影响已经有了广泛的研究，但是对于不同灌溉方式的气候效应及其对空气污染的影响尚不清楚。本文在WRF-GC大气化学模式中耦合了动态灌溉参数化方案，深入探讨了灌溉、气候和空气污染之间的相互作用。研究表明传统畦灌和喷灌有较强的冷却效应，并且可以通过增加大气湿度来促进对流性降水的增加，相反滴灌冷却效应最弱，并且对降水的影响并不明显。此外，灌溉引起气象条件的变化又可以进一步驱动大气化学过程和影响污染物的扩散条件，减小地表臭氧浓度约3–4 ppb，增加PM_2.5约28%。其中，灌溉通过影响大气扩散条件，使得气溶胶浓度增加约15 –20 %。灌溉通过增加大气湿度显著促进硝酸盐气溶胶的二次生成，导致硝酸盐气溶胶增加约60 %。随着未来节水灌溉的推广，灌溉引起冷却效应变弱，大气中的PM_2.5的增加可能减弱，但可能进一步加剧臭氧污染。因此，未来减排措施在灌溉方式转变的同时需要优先关注臭氧污染防治，即综合考虑灌溉和污染防治需求。