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极端高温下长江中下游臭氧抑制现象成因机制

高温；臭氧；长江中下游

主题2 大气物理、化学、环境 > 专题2.2 大气污染-天气气候相互作用

全球气候变暖造成极端天气常态化，近年来热浪-干旱复合极端天气（CHWD）日益加剧，呈现出发生频率更高、强度更强、持续时间更长的特征。本研究基于ERA5气象再分析数据与地面臭氧观测，系统分析了北半球地区CHWD事件的时空分布特征、变化趋势及其与O₃污染的关联。观测分析表明O₃浓度与T_max呈显著正相关，与标准化降水指数（SPI1）呈负相关，凸显高温干旱协同作用对O₃污染的促进效应。进一步模拟揭示，CHWD夏季异常升高的气温和干燥空气加速了O₃光化学生成，同时，除严重干旱区域外，多数植被密集地区在CHWD夏季BVOC排放量较湿冷基准年份增加10%−24%，同时，极端干热条件引发植被气孔导度显著下降，显著削弱植被对O₃的沉降清除能力，植被-大气反馈通过促进BVOC排放与抑制沉降双重路径加剧O₃污染。然而，研究也发现O₃浓度水平与气温之间并非单调增加的关系，极端高温下反而会抑制O₃生成，即O₃的高温抑制现象。本研究以2022年夏季长江中下游地区的O₃高温抑制个例为例，分析了该现象的形成机制。研究发现，极端高温下O₃化学过程抑制，以及复杂地形下增强的夜间O₃垂直和平流输送可能是该现象形成的主要原因。本研究为理解气候极端事件、植被与大气化学的复杂相互作用提供了全新视角。