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(来源:全球变化研究信息中心)

10月7日,《科学进展》(Science Advances)发表题为《地表温度驱动城市反应碳排放的强烈季节性》(Surface Temperatures Drive Strong Seasonality in Urban Reactive Carbon Emissions)的文章,重点揭示了美国纽约城市/郊区地区的挥发性有机化合物(VOCs)排放的季节性变化及其对空气质量的影响。

当前,VOCs是城市臭氧(O₃)与二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物,并对人体健康产生直接与间接影响。已有研究多基于浓度测量,易受气象条件、化学生成与损耗等因素的干扰;而通量观测多集中于夏季、缺乏冬夏对比,VOCs、植被、住宅与烹饪等非传统排放源的季节变化规律与温度依赖性仍不明确。对此,来自美国科罗拉多州立大学(Colorado State University)、明尼苏达大学(University of Minnesota)和哥伦比亚大学(Columbia University)等机构的研究团队,将高分辨率质子转移反应质谱仪与涡度协方差结合,系统研究了美国纽约城市/郊区VOCs排放的季节变化特征、来源构成、温度驱动机制,并评估了现有VOCs排放清单。

研究发现:①城市VOCs排放具有强烈季节性。夏季VOCs摩尔通量与反应活性通量(molar and reactivity-based fluxes)分别为冬季的2~4倍,地表—大气交换的VOCs物种数量约为冬季的2倍。②城市VOCs来源构成具有明显的季节变化特征。夏季挥发性化学产品、城市植被、住宅等温度依赖型VOCs排放占主导;冬季温度依赖性VOCs排放减弱,交通源成为最大贡献者。此外,乙醇在夏、冬两季均是最高的单一物种,分别占夏季总通量的22%、冬季总通量的28%,整体约占全观测期总通量的1/4。③地表温度是驱动季节变化的核心因素。挥发性化学产品蒸发排放受地表温度调控显著。人为VOCs排放模拟结果与夏季观测偏差控制在40%以内,但冬季高估VOCs通量超过2.5倍。研究强调,在全球变化背景下,有必要更准确地考量城市VOCs排放的季节性与温度依赖性,以更有力地支撑污染控制和减缓评估。