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基于CWT与XGBoost的石家庄黑碳气溶胶溯源研究

黑碳,区域传输,CWT,Xgboost

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.8 大气气溶胶化学机制

黑碳（Black Carbon，BC）是含碳物质不完全燃烧的产物，是大气气溶胶的重要组分，其污染水平受本地排放与区域传输共同影响。本研究结合浓度加权轨迹分析（CWT）与后向轨迹集合分析，获得逐小时分辨率的BC潜在源结果，并采用极端梯度模型（XGBoost）对2019-2024年石家庄地区本地排放和环境BC浓度进行了数值模拟。结果表明：研究期内石家庄共有8040个BC污染时段，其中传输型污染时段占62.19%。石家庄BC污染主要受到来自西部和南部气团的影响，季节上呈“冬高夏低”特征。冬季1月各方向传输贡献最高，其中西向气团主导污染时段达2787个，南部气团传输贡献均值为0.76 μg/m³。潜在源结构由“区域传输主导”逐步转向“本地排放主导”，期间传输型污染时段占比由73.08%下降至45.73%，2024年本地排放主导时段占比首次超过传输主导时段。受疫情期间社会活动强度变化等多重因素影响，由区域传输引起的BC小时均值浓度增量整体呈下降趋势，2019年均值为1.05 μg/m³，2020-2022年降至0.32 μg/m³，2023-2024年进一步降至0.25 μg/m³，降幅分别为69.52%、21.87%。2023年底中国政府实施《空气质量持续改善行动计划》后，石家庄BC污染频次和强度持续下降，夏季污染事件基本消除，秋冬季污染峰值显著降低。疫情防控转段以来，随着社会经济活动逐步恢复，石家庄BC污染时段数相应有所回升，但在该行动计划的系统推进下，增幅保持在较低水平。未来石家庄市仍需采取持续稳定的减排措施，进一步强化西部及南部重点区域联防联控，并将本地排放管控作为BC污染治理的核心方向。