夜间臭氧浓度“居高不下”，谁是“真凶”？

□泰安市生态环境局提供边界层结构示意图

今年以来，泰安市瞄准重点行业和重点时段，出台了一系列防治政策措施，将治理纳入环保突出问题整治攻坚行动，督促企业完善污染防治设施，推动全市环境质量持续改善。7月份，全市臭氧(O3)浓度较去年同比下降11.8%，优良天数同比增加9天，但因臭氧引起的轻微污染天气，仍然成为制约完成泰安市“十三五”优良率目标的主要制约因素。

近地面臭氧(O3)是近地面主要的空气污染物之一，主要由氮氧化物(NOX)和挥发性有机物(VOCs)等污染物在大气中经光化学反应产生。近年来，我国O3污染日益显著，已经成为影响夏季优良天数的主要“元凶”，引起了环保工作者的关注。中国生态环境状况公报显示，2019年168城市O3浓度同比增长8.4%，超标天数同比上升3.8个百分点。

研究表明，O3浓度呈现明显的日变化特征，表现为12—16时达到峰值，之后随着温度降低，光辐射减弱，O3浓度在夜间处于较低水平，并常于清晨6时—8时达到谷值。但是，观察发现，泰安市部分时期会出现夜间O3浓度“居高不下”的现象。

O3通过光化学反应生成，其形成及浓度，除直接决定于排放源的数量及其排放浓度以外，还受太阳辐射强度、气象(主要是温度)以及地理等条件的影响。但夜间没有太阳辐射的情况下，O3浓度仍然处于较高水平。报告显示，造成这种现象的原因主要是O3输送（包含垂直输送和水平输送）的结果。

垂直输送一般是通过垂直方向风力作用，O3从高空的残余层进入近地面的夜间混合层，而且高空缺少一氧化氮（NO）等消耗O3的物质，导致夜间地面O3浓度显著上升。臭氧夜间维持高浓度现象常出现在锋面天气情况下，此类天气系统（风切变、对流性天气、气旋（如台风））通常会引起O3从上至下的沉降。水平输送则为O3从高浓度地区向低浓度地区传输的过程。

泰安市出现夜间O3浓度“居高不下”的现象作何解释？

以2020年7月5日—8日泰安市的O3污染过程为例，分析为高温、强辐射等对臭氧生成有利的气象条件和传输的共同影响。

夜间臭氧“居高不下”典型时序图

有利的气象条件。7月5日—8日为泰安市7月温度最高的时期，温度高，太阳辐射强，为光化学反应的进行提供了最有利的条件，从而使O3产生速率加快，进而导致此期间内，O3浓度处于较高水平。

臭氧的寿命较长，可以远距离输送。（1）水平传输。从5日开始，华东地区出现大范围的O3污染，在西南气团作用下，O3污染传输到海上；6日—7日风向转为东南风，受到来自海上的O3输送影响，泰安市O3浓度较高，加之夜间逆温的影响，不利于污染物扩散，使O3浓度一直维持在160μg/m3左右或更高水平。（2）垂直传输。泰安市位于泰山脚下南部，在日间阶段，山地受太阳辐射加热后升温更快且气温更高，在其他条件不变时，大气的气压与气温反相关，高气温对应低气压。因此气温更高的山地出现低压，气温低的平原产生高压，气压梯度力推动气块由平原沿谷底向山地运动，形成谷风。

在夜间阶段，山地的冷却速度要快于平原且气温更低，此时山地-平原间的气压梯度和日间阶段正好相反，山地近地面产生高压，平原产生低压。气压梯度力推动气块由山地向平原运动形成山风。

受山谷风影响，白天向上的谷风，将污染气团由山脚吹向山上，而夜间山风下行，导致白天气流系统发生逆转，泰山上O3向下传输。此外，夜间混合层高度降低，O3从高空的残余层进入近地面的夜间混合层，而且高空缺少一氧化氮（NO）等消耗O3的物质，导致夜间地面O3浓度显著上升，从而导致泰安市城区内夜间O3浓度维持在较高的浓度。

海、陆、山地、城市群区域的复杂边界层

新闻推荐

万境水岸小学开展志愿服务活动 倡导“浪费可耻节约为荣”

本报8月19日讯（通讯员李欢魏艳）18日，泰安市实验学校万境水岸小学的师生们来到泰安高新区北集坡街道龙泉社区开展志愿服务活...

泰安新闻，新鲜有料。可以走尽是天涯，难以品尽是故乡。距离泰安再远也不是问题。世界很大，期待在此相遇。