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复杂地形区域大气边界层与大气污染相互作用：综述

大气边界层,大气污染,复杂地形,气溶胶辐射效应

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.3 大气边界层和低空环境

复杂地形区域是空气污染高发和低空环境过程高度复杂的重要区域，盆地、山谷、高原边缘、山前平原和沿海山地等典型地形中，边界层结构演变、局地环流组织、区域输送、层间交换及气溶胶反馈共同塑造了污染物的积累、输送和清除过程。本文从复杂地形整体视角出发，系统梳理不同地形条件下边界层热动力结构变化、局地与区域输送耦合、残余层与低空急流作用下的垂直交换，以及气溶胶辐射反馈对边界层发展的影响。综合已有研究表明，复杂地形中的污染演变并非边界层高度变化的简单响应，而是垂直混合受抑与边界层通风减弱、输送路径重组、上层污染储库再混合和反馈放大共同作用的结果。不同地形类型之间的差异，主要体现在边界层内湍流交换减弱、局地环流、层间交换和反馈机制等控制过程的组合方式及相对权重不同。PM2.5更敏感于边界层高度降低、停留时间延长和二次转化增强，NOx、VOCs及部分一次气态污染物则对边界层内湍流交换减弱、通风条件恶化和输送路径调整响应更快，并进一步影响二次颗粒物与臭氧生成，O3则更易受到残余层卷入、低空急流、局地环流切换及前体物化学环境变化的共同调制。未来研究需进一步加强复杂地形区域边界层三维结构与关键过程的协同观测，深化多尺度模式对局地环流、层间交换、反馈放大及多污染物耦合机制的过程表征，并推动人工智能与机理分析、模式诊断和数据同化的深度融合，从而提升复杂地形区域空气污染形成演变机理认知、过程识别与预测预警能力，为多污染物协同治理提供更坚实的科学支撑。