“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟.pdf

9895.2112.21218Pollution Prevention and Control Action Plan Jj.Chinese Journal of Atmospheric Sciences(in Chinese),47(3):713-724.doi:10.3878/j.issn.1006-Danyuting,LIAO Hong,LlKe.etal.3.NumericalSimulationoConcentrations in China SincetheIentationoftheAirme张丹瑜婷，廖宏，李柯，等.2 0 2 3.：“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟.大气科学，47(3)：7 13-7 2 4ZHANGMay 2023Chineclences2023年5月Vol.47 No.3第47 卷第3期学科“大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟张丹瑜婷廖宏李柯代慧斌顾梓会南京信息工程大学环境科学与工程学院/江苏省大气环境监测与污染控制高技术研究重点实验室/江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，南京2 10 0 44摘要OH自由基是对流层中主要的氧化剂，是大气氧化性的重要表征。文章利用GEOS-Chem模式量化了20142 0 17 年“大气污染防治行动计划”执行以来，人为排放和气象因素变化对中国夏季大气0 H浓度变化的贡献。模拟结果表明，2 0 142 0 17 年间夏季整个中国OH浓度呈现上升趋势，最大上升出现在30 N附近的华南地区。在华北平原地区，OH浓度也呈明显的上升趋势（0.110 moleculescma)，而OH浓度比较高的珠江三角洲地区的OH变化趋势较小。敏感性试验结果表明，气象和人为排放变化都对2 0 142 0 17 年华北平原OH浓度上升有促进作用，但人为排放的贡献（OH增加10.0%）远大于气象的贡献（OH增加1.5%）；OH浓度变化最大的南方地区主要是气象条件控制。进一步对气象因素分析发现，影响全国OH变化最重要的气象要素是太阳短波辐射，决定了2 0 142 0 17 年中国0 H浓度增长趋势最大的区域。但在华北地区，2 0 142 0 17 年短波辐射略微减少的影响被边界层高度明显降低带来的OH增加所抵消。关键词同OH自由基GEOS-Chem模式?气象?人为排放文章编号10 0 6-98 95(2 0 2 3)0 3-0 7 13-12中图分类号P402文献标识码Adoi:10.3878/j.issn.1006-9895.2112.21218Numerical Simulation of Summertime OH Concentrations in China Sincethe Implementation of the Air Pollution Prevention andControl Action PlanZHANG Danyuting,LIAO Hong,LI Ke,DAI Huibin,and GU ZihuiJiangsu Key Laboratory of Atmospheric Environment Monitoring and Pollution Control/Jiangsu Collaborative Innovation Center of AtmosphericEnvironment and Equipment Technology/School of Environmental Science and Engineering,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing210044Abstract The OH radical is the primary tropospheric oxidant,accounting for the oxidation capacity of the atmosphere.The GEOS-Chem model was used to examine the impact of anthropogenic emission and meteorological parameterchanges on summertime OH concentrations in China since the implementation of the Air Pollution Prevention andControl Action Plan.Our modeling results for the years 2014-2017 demonstrate that the summertime OH concentrations收稿日期2021-11-19网络预出版日期2022-01-21作者简介张丹瑜婷，女，1998 年出生，硕士研究生，主要从事大气污染与气候变化等领域的研究。E-mail:通讯作者廖宏，E-mail:资助项目国家自然科学基金项目42 0 2 10 0 4Funded byNational Natural ScienceFoundationofChina(Grant42021004)Vol.47714ChineseSciences47卷科学in China exhibited an overall upward trend with the fastest increase occurring around 30N over eastern China;the NorthChina Plain was also simulated to have an obvious upward OH concentration trend of 0.1 X 10 molecules cm-3 a whilethe Pearl River Delta experienced a weak downward trend.Further sensitivity experiment simulations showed thatchanges in both meteorology and anthropogenic emissions over the years 2014-2017 contributed to the increases in OHconcentrations in the North China Plain,wherein the contribution of anthropogenic emissions was significantly larger thanthat of meteorology(10%vs.1.5%).Meteorology played a major role in OH concentration increase around 30N overeastern China.Further meteorological analysis demonstrated that the meteorological variable with the greatestcontribution was solar shortwave radiation,which can explain the changes in the OH concentrations over a large fractionof China during 2014-2017.However,the role of solar shortwave radiation was offset by the boundary layer height inimpacting the changes in OH concentrations during 2014-2017 in the North China Plain.KeywordssOH radical,GEOS-Chem model,Meteorology,Anthropogenic emissions1引言近年来，我国以一次污染和二次污染共存的大气复合污染问题受到广泛关注。随着2 0 13年我国颁布的大气污染防治行动计划（简称“大气国十条”）的有效实施，一次空气污染物（如一次PM2.5、SO 2 等）的减少已经实现。但是，由于大气中的化学反应是非线性的（Lietal.,2019)，一些二次空气污染物（例如：臭氧、硝酸盐）浓度呈上升趋势，对空气质量达标提出了不小的挑战，也会对人类健康、植被和气候产生不利影响（Liuetal.,2019;Xue et al.,2020;Dang et al.,2021)。在中国的主要城市地区（例如华北平原），人为活动和生物源排放出较高浓度的污染物（如SO2、NO x、VOCs等）经过羟基自由基（OH）氧化，能够快速转化为硫酸盐、硝酸盐、有机气溶胶和臭氧等二次污染物（Shao et al.,2006;Zhang et al.,2008;Zhuetal.,2011)，最终导致大气复合污染的出现。因此，为进一步改善我国空气质量、治理大气污染，有必要对OH自由基的变化趋势及影响因素进行研究。大气氧化剂是造成二次污染发生的核心驱动力，其中OH作为对流层中的主要氧化剂，在很大程度上控制着大气的氧化能力（Luetal.,2019）。城市地区OH的主要来源由臭氧（O3）、亚硝酸（HONO）等光解产生；OH的主要汇是氧化NOx、VO Cs 等主要污染物或同HO2发生反应，控制着这些气体的去除和生命周期。因此，排放变化和气象条件都会影响OH自由基的化学收支。Ehhalt and Rohrer（2 0 0 0）研究表明在NOx浓度较低时，NO与HO2反应导致OH再生的过程占主导作用，而在NOx浓度较高时，NO2对OH的去除作用占主导作用。除此之外，在高VOCs地区普遍存在和NOx竞争OH自由基的过程，因此VOCs和NOx二者的比值决定着OH浓度对排放变化的响应。气象条件的变化也对OH浓度有重要的影响。研究表明太阳辐射的强度与OH自由基的浓度具有高度的正相关（Ehhalt and Rohrer,2000;Lelieveld et al.,2004;Rohrer and Berresheim,2006;岳利等，2 0 16)，表明太阳辐射是影响OH浓度的重要因素。Lelieveldetal.（2 0 0 4）通过主成分分析发现水汽的增加（H 2 O+O(D)2 O H）会导致OH自由基浓度的增加；而降水率的增加会引起H2O2的沉降，进而减少OH自由基的生成。在我国，已有一些学者对OH自由基开展监测并对其时空分布特征、化学收支、影响因素等展开了相关研究（Luetal.,2013；杨闻达等，2 0 17;Maetal.,2019;Woodward-Massey et al.,2020;Yang et al.,2021）。O H 浓度由于受到太阳辐射的影响，夏季高，冬季低；日变化呈现出明显的单峰分布，午间的峰值与夜间值之间可能相差两个数量级以上(Luetal.,2019。在空间分布上，Luetal.（2 0 19）将观测结果分为三类：城市、偏远地区和森林地区，不同类别的OH日最大浓度都在10 10 moleculescm的范围内。与其他地区相比，城市地区OH日最大浓度相对较高，OH日最大浓度高值出现在了珠江三角洲，为1510 moleculescm3。总体来说，目前针对OH自由基的观测研究覆盖范围比较有限，且研究的时段较短，对重点城市群甚至整个中国OH自由基的研究较少。所以目前很难从观测上对我国OH自由基的变化进行全面的认识。因此，本研究利用三维大气化学传输模型No.3715ZHANGDanyutinSimulation of Summertime OH Concentrations in China Since the.etal.Numerical3期张丹瑜婷等：大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟（G EO S-Ch e m）数值模拟的研究方法，考虑人为排放和气象条件这两个因素对我国OH变化的影响。具体来说，本研究重点关注大气国十条执行以来我国夏季（6 8 月）OH的空间分布以及变化趋势，通过数值模型和统计模型相结合来解释OH的变化趋势、分离人为排放和气象影响，并量化每个气象要素的相对重要性。2资料与方法2.1GEOS-Chem模式本文应用MERRA-2再分析气象数据驱动的嵌套版本的全球三维大气化学传输模式（GEOS-Chem，版本11-0 1)），模拟2 0 142 0 17 年夏季（6 8月）OH浓度的变化。在嵌套区域（亚洲11S55N，6 0 150 E）上，模型水平分辨率为0.50.625，垂直方向上共47 层。初始边界场中所有物种的浓度由2 2.5水平分辨率的全球GEOS-Chem模拟提供。GEOS-Chem模型包含了详细的HOx-NOx-VOC-O3-气溶胶化学过程，并充分考虑了人为排放以及气象因素的共同作用。模拟区域中的人为排放数据来自中国多尺度排放清单（MEIC），其中包括了农业、工业、电力、住宅和交通部门的排放的CO、SO 2、NO x、NH 3、VO Cs 和一次气溶胶等，在 2 0 142 0 17 年间 CO、SO 2、NO x、NH 3、VO Cs的排放量分别减少了16.8%、48.5%、13.0%、1.9%、1.7%（Z h e n g e t a l.,2 0 18）。中国以外亚洲其他地区的人为排放数据来自MIX排放清单（Lietal.,2017）。生物源排放的VOCs是根据MEGANv2.1模型计算得到的（Guentheretal.,2012）。模式中所用到的气象数据是由美国宇航局(National Aeronautics and Space Administration,NASA）提供的MERRA-2再分析数据；相比于MERRA数据集，使用了更加先进的数据同化系统，水平分辨率为0.50.6 2 5（纬度方向约50 公里）。本文不仅使用该数据集作为驱动全球三维化学传输模型GEOS-Chem模拟试验的气象场，也使用该数据集中太阳短波辐射、温度、湿度、风场、边界层高度、海平面气压等气象要素进行逐步多元线性回归分析，量化每个气象要素的相对重要性。MERRA-2再分析数据可从NASA相关网页（https:/gmao.gsfc.nasa.gov/reanalysis/MERRA-2/2021-07-13处获取。2.2数值试验设计大气国十条于2 0 13年9月颁布，力争到2 0 17年全国空气质量总体改善，在此期间SO2、NO 2、CO等一次污染物的减少已经实现，但一些二次污染物呈现增加的趋势，因此有必要对这段时间的大气氧化性进行研究。所以文章选取了2 0 142 0 17年作为研究时段，来研究大气国十条执行以来人为排放以及气象条件对我国夏季OH浓度变化趋势的影响，本文设计了三组试验（见表1)：（1）基准试验（Base），同时考虑人为排放和气象场的变化，对2 0 142 0 17 每年的OH浓度进行模拟，目的是研究大气国十条执行以来OH浓度的变化趋势，并与观测到的OH浓度进行对比，验证模式的合理性。（2）MET17_EM14试验，采用2 0 17 年气象场和2 0 14年排放清单；MET17_EM14试验结果减去基准试验（Base）2 0 14年的结果，代表了20142 0 17 年气象条件的变化对0 H浓度的影响。（3）EM 17 _M ET 14试验，采用2 0 17 年排放清单和2 0 14年气象场；EM17_MET14试验结果减去基准试验（Base）2 0 14年的结果，代表了2 0 142017年人为排放变化对OH浓度的影响。通过以上三组试验，我们可以更加直观的了解大气国十条执行以来中国夏季人为排放和气象变化对OH浓度变化的贡献。2.3逐步多元线性回归模型首先从MERRA-2再分析数据中挑选出可能影响OH浓度变化的气象变量，主要有地面2 m温度（T 2）、日最高温度（Tmax）、地表入射短波辐射通量（SWGDN）、10 0 0 h Pa 的相对湿度（RH1000）、10米高度经向风（U10）、10 0 0 h Pa 经向风（U1000）850hPa经向风（U850）、50 0 h Pa 经向风（U500）、10米高度纬向风（V10）、10 0 0 h Pa 纬向风（V1000）850hPa纬向风（V850）、50 0 h Pa 纬向风（V500）边界层高度（PBLH）、海平面气压（SLP）、总云量（TCC）和降水量（Rainfall）。分别计算这些气象变量的2 4h平均值，其中PBLH、T C C、U10、V10 还计算了它们白天0 8:0 0 16:0 0（北京表1GEOS-Chem敏感性试验设计Table1Configurations of the GEOS-Chem experiments敏感性试验名称气象场年份人为排放年份Base20142017年20142017年MET17_EM142017年2014年EM17_MET142014年2017年716Vol.47ChineseericSciences47卷科学时，下同）的平均值（Lietal.,2019;Chenetal.,2020），总共2 0 个气象变量。接着，为了去除资料中的高频天气波动，对所有资料进行5天滑动平均（Krishnamurthy and Shukla,2000;Ren et al.,2015）；为了去除资料季节内的变化，对逐日数据减去该日的多年平均值（2 0 142 0 17 年）。例如第m年的第n天的平均OH浓度为R(m,n)，则该日的异常值R(m,n)为Rc(n)=(1)4R(m,n)=R(m,n)-Rc(n).（2)将预处理后的2 0 个气象变量以及OH浓度数据进行相关性检验，剔除掉没有通过显著性检验（P 0.0 5）的气象变量。再对符合要求的气象变量进行共线性统计（VIF：方差膨胀因子），当10 VIF100，存在较强的多重共线性，依次剔除VIF最大的一个变量，直到所有气象变量的VIF10后，采用逐步多元线性回归（MLR）模型，对Base模拟中2 0 142 0 17 年华北平原和珠江三角洲的OH日均浓度进行分析，MLR模型的公式如下：ny=bo+Zbkxk+8,(3)k=1其中，y代表OH浓度，（x1，,x n）代表n个通过共线性诊断的气象变量，bk代表MLR模型中第k个气象变量的回归系数，代表残差。接着，本文使用LMG（L i n d e m a n、M e r e n d a 和Gold）方法（G r o e mp i n g，2 0 0 6）量化LMG模型中每一个气象变量的相对重要性，以挑选出华北平原和珠江三角洲2 0 142 0 17 年夏季影响OH变化的主导气象因子。2.4OH观测资料由于OH自由基的大气寿命极短，对OH自由基的观测存在一定的难度，所以能够获得的观测数据极少。目前本文收集到的OH观测数据主要分布在华北平原（NCP：3541N，113.7 5118.7 5E）和珠江三角洲（PRD：2 2 2 3N，112 115E）两个区域。分别对应北京及其周边地区3个站点(Tan et al.,2017;Ma et al.,2019;Woodward-Masseyetal.,2020），广州及其郊区2 个站点（Luetal.，2 0 13；T a n e t a l.，2 0 19），以及成都站点（Ya n g e t a l.,2 0 2 1），共6 个站点。具体的观测位置、观测时间以及OH观测浓度见表2。3结果与讨论3.120142017年中国国OH的模拟结果及模式验证基于2 0 142 0 17 年的MERRA-2气象再分析数据和排放数据，基准模拟试验（Base）模拟出的夏季平均OH浓度分布如图1所示。Suetal.（2 0 12）之前使用MOZART模式对2 0 0 4年中国上空对流层OH柱浓度进行模拟，发现我国东部地区OH柱浓度高于西部地区。但地表OH浓度分布与柱浓度不同，我国夏季地表OH浓度高值区主要分布于西部地区的青海、甘肃、宁夏、陕西一带，以及南部地区的广东、福建等沿海城市。而对比绿色方框所代表的华北平原和珠江三角洲地区，可以发现高浓度OH主要分布在华北平原的东南部，以及珠江三角洲的中部。从2 0 142 0 17 年，夏季华北平原平均OH浓度分别为2.6 X10moleculescm3、2.4X 10 mo l e c u l e s c m3、2.8 10 mo l e c u l e scm3、2.7 10 mo l e c u l e s c m3，而珠江三角洲平均OH浓度分别为4.510 moleculescm、4.4X10 molecules cm、4.1 10 mo l e c u l e s c m4.410moleculescm。可以得到珠江三角洲的浓度普遍高于华北平原，这与Luetal.（2 0 13）的观表2 OH自由基浓度的观测结果与GEOS-Chem模式模拟结果Table 2The observed and GEOS-Chem modeled OH radical concentrations观测点位置观测时间观测OH浓度/10 molecules cm-3模拟OH浓度/10 moleculescm观测值参考文献河北望都（38.7 N，115.2 E）2014年夏季峰值5 15日均值2.4Tan et al.(2017)北京IAP(39.6N,116.2E)2017年夏季均值5.8 2日均值2.4Woodward-Massey et al.(2020)北京PKU(40N,116.3E)2017年冬季峰值1.5 2.0日均值0.3Ma et al.(2019)广东广州（2 3.5N，113.0 E）2006年夏季峰值15 2 6日均值3.9*Lu et al.(2013)广东鹤山（2 2.7 N，112.9E）2014年秋季日最大中值4.5日均值2.9Tan et al.(2019)四川成都(30.4N，10 3.8 E)2019年夏季峰值10 2 0日均值3.5*Yang et al.(2021)2006年与2 0 19年不在本文模式模拟的时间范围之内，分别选择了与观测时间较近的2 0 14和2 0 17 年的模拟与观测进行对比717No.3ZHANG Danyutingetal.NumericalSimulationofummertime OH Concentrations in China Since the.张丹瑜婷等：大气污染防治行动计划”执行以来我国夏季大气OH浓度变化的数值模拟3期20142015(a)(b)50N-50N-40N-40N-30N-30N-20N-SPRD20N-80E90E100E110E120E130E80E90E100E110E 120E130E20162017(c)(d)50N-50N40N-40N-30N-30N-20N-20%N-80E90E100E110E120E130E80E90E100E 110E120E130E01234510molecules cm-3图120142017年中国夏季OH浓度均值模拟结果的空间分布。绿色方框分别代表华北平原（NCP）和珠江三角洲地区（PRD）Fig.1 Spatial distributions of simulated mean summertime OH concentrations in China from 2014 to 2017.Green rectangles denote the North ChinaPlain(NCP)and Pearl RiverDelta(PRD)测结果的结论一致。图2 给出了GEOS-Chem模拟的重点城市群2017年夏季OH浓度的日变化，在华北平原、长江三角洲、珠江三角洲以及四川盆地的OH浓度的日变化都呈现出中午高早晚低的单峰分布。其中华北平原的OH浓度峰值出现在中午12 时，浓度为9.5X10molecules cm3，与Tan et al.（2 0 17）在2014年夏季河北望都观测到的峰值浓度范围一致（峰值51510 moleculescm）；长江三角洲的OH浓度峰值出现在了中午12 时，浓度为12.0 10moleculescm3；珠江三角洲的OH浓度峰值出现在了下午13时，浓度为16.8 10 molecules cm,与Luetal.（2 0 13）在2 0 0 6 年夏季广东广州观测到的峰值浓度范围一致（峰值152 6 10 moleculescm）；四川盆地的OH浓度峰值出现在了下午13时，浓度为11.310 molecules cm3，与Yangetal.（2 0 2 1）在2 0 19年夏季四川成都观测到的峰值浓度范围一致（峰值10 2 0 10 moleculescm）。20NCP16YRDPRDSCB128400000040008001200160020000000Time(BJT)图2 2 0 17 年夏季重点城市群OH浓度（C）日变化。华北平原(NCP）：3541N，113.7 5118.7 5E；长江三角洲（YRD)：3033N，118 12 2 E；珠江三角洲（PRD）：2 2 2 3N,112115E；四川盆地（SCB）：2 8.531.5N，10 3.5 10 7 EFig.2 Daily variation of summertime OH concentrations in the fourmegacity clusters in 2017.North China Plain(NCP):35-41N,113.75-118.75E;Yangtze River Delta(YRD):30-33N,118-122E;Pearl River Delta(PRD):22-23N,112-115E;Sichuan Basin(SCB):28.5-31.5N,103.5-107EVol.47ChineseSciences71847卷科学总体而言，在华北平原、珠江三角洲以及四川盆地观测与GEOS-Chem模拟的OH浓度在日变化上具有一致性，OH峰值浓度在珠江三角洲最高，其次是长江三角洲和四川盆地，华北平原相对较低。表2 列出了近年来我国OH自由基浓度的观测结果。由于OH自由基的光化学生成受到太阳辐射的影响，观测结果绝大多数报道的是每日OH浓度峰值的范围。尽管GEOS-Chem模式模拟的结果是OH的日均浓度，但总体来说，二者的数量级是一致的。从观测数据中能够发现OH自由基浓度的高值主要集中在夏秋两季，冬季浓度相对较低，模式模拟的结果也能很好的抓住这一变化。对比华北平原与珠江三角洲两个区域夏季OH浓度的观测值，珠江三角洲的OH浓度要高于华北平原，同样模式也模拟出了这一现象，但华北平原的模拟结果略有偏低。总体来说，由于模拟和观测在时空尺度上存在一定差异，导致模拟结果相比于观测的OH浓度存在一定低估，但二者在OH浓度的数量级、空间分布以及季节变化上具有一致性，说明了模式模拟结果具有合理性。此外，基于观测约束的箱模式模拟也表明当前具有高复杂度的大气化学机制对观测的OH浓度也存在一定的低估（Luetal.,2019)，这说明还需要进一步研究去改进大气化学机制。对基准模拟试验（Base）模拟出的2 0 142017年中国夏季OH年均浓度进行趋势分析得到20142 0 17 年中国夏季OH的变化趋势（图3a），从图中可以明显看出，2 0 142 0 17 年中国大部分地区的OH浓度有增加趋势，其中安徽、江西、湖北、湖南、重庆等地增加趋势最为明显。整个华北平原的上升趋势在0.0 5 0.17 10 molecules cmalTrend2017-2014(a)(b)50N-50N40N-40N-30N-30N-20N-20N-80E90E100E110E120E130E80E90E100E110E120E130E-0.2-0.100.10.210moleculescm3a-1-1-0.6-0.20.20.61106moleculescm-3MET17EM14-Base14EM17_MET14-Base14(c)(d)50N-50N-40N-40N-30N-30N-20N-20N-180E90E100E110E120E130E80E90E100E110E120E130E-0.8-0.6-0.4-0.200.20.40.60.810moleculescm-3-0.8-0.6-0.4-0.200.20.4 0.6 0.8 106 molecules cm-3图32 0 142 0 17 年（a）中国年夏季Base模拟的OH浓度年际变化趋势；（b）气象和人为排放变化对中国夏季OH浓度的影响（2 0 17 年的Base模拟与2 0 14年Base模拟的差值）；（c）气象变化对中国夏季OH浓度的影响（MET17_EM14敏感性试验结果与2 0 14年Base模拟的差值）；（d）人为排放变化对中国夏季OH浓度的影响（EM17_MET14敏感性试验结果与2 0 14年Base模拟的差值）Fig.3(a)Linear trends of summertime OH concentrations during 2014-2017 in China from the Expt Base simulation;(b)The impact of changes inboth meteorology and anthropogenic emissions on the summertime OH concentrations during 2014-2017 in China(2017 Base simulation minus 2014Base simulation);(c)The impact of changes in meteorology on the summertime OH concentrations during 2014-2017 in China(Expt MET17_EM14minus 2014 Base simulation);(d)The impact of changes in anthropogenic emissions on the summertime OH concentrations during 2014-2017 inChina(Expt EM17_MET14minus 2014Base simulation)719No.3ZHANG Danyuting et al.Numerical Simulation of Summertime OH Concentrations in China Since the.张丹瑜婷等：大气污染防治行动计划”执行以来我国夏OH浓度变化的数值模拟3期之间，平均趋势为0.110 molecules cma-l（4%）。而珠江三角洲的不同区域的OH浓度存在不同的趋势，变化趋势在-0.2 0.0 910 moleculescma之间，整体的平均趋势仅为-0.0 310 moleculescma-i（-0.7%)。图3b展示的空间分布特征和图3a基本一致，除了南方的高值区，华北平原的OH浓度在2 0 142 0 17 年间升高了0.2 10moleculescm。自2 0 13年大气污染防治行动计划实施了加快重点行业脱硫、脱硝等相关政策，导致人类活动排放的SO2、NO x 总量显著下降。Dangetal.（2 0 2 1）在对2 0 12 2 0 17 年华北平原03浓度的研究中指出，虽然2 0 12 2 0 17 年期间中国NOx排放总量下降，中国东部的VOCs排放略有升高，但是O3浓度呈现上升趋势；而0 3光解又是OH自由基的主要来源之一（岳利等,2 0 15），所以排放的变化可能对高排放地区OH浓度变化具有重要的影响。3.2人为排放和气象因素对OH浓度变化的影响图3c代表了气象场变化对2 0 142 0 17 年中国夏季OH浓度的贡献。结果表明，在安徽、江西、湖北、湖南等地夏季OH浓度呈现明显的增加，OH浓度差值在0.40.8 10 molecules cm-3的区间内，说明气象场变化对这些地区夏季2 0 142017年期间OH浓度变化起着主导作用。而在华北平原，气象场变化仅导致该地区夏季OH浓度增加了1.5%；与2 0 14年相比差值在-0.10.2 10 6moleculescm的区间内，区域平均值为0.0 410 molecules cm3。通过对图3a的分析，我们得到20142 0 17 年华北平原的OH浓度是呈现上升趋势的，结合敏感性试验的结果，可以得出该地区气象参数变化对OH浓度升高的贡献相对有限。我们也重点分析了OH浓度比较高的珠江三角洲地区，发现气象条件导致该地区夏季OH浓度增加了2.6%；敏感性试验模拟的OH浓度差值均在-0.20.510 mo l e c u l e s c m3的区间内，区域平均值为0.110 moleculescm3。相比于华北平原，2017年气象条件对该地区夏季OH浓度贡献更大。图3d为人为排放变化对2 0 142 0 17 年中国夏季OH浓度的贡献。从图中可以看到，夏季OH浓度差值较大的区域主要集中在中国东部地区，也是人为排放比如NOx变化最大的地区（Lietal.,2019;Dangetal.，2 0 2 1)，因此会明显地影响OH自由基的化学生成和去除。在华北平原，使用2017年人为排放数据模拟的OH浓度是明显高于2014年排放数据模拟出的OH浓度，OH浓度差值在-0.10.510 molecules cm3的区间内，区域平均值为0.310 moleculescm3。相比于2 0 14年，2017年人为排放导致该地区夏季OH浓度增加了10.0%，说明近几年人为排放变化对华北平原OH浓度变化影响很大。目前OH自由基的生成主要是通过HONO以及O3的光解生成，OH自由基的去除主要是通过与NO2反应去除。其中HONO主要是通过NO2相关的化学反应生成的，与NOx排放变化密切相关（Lietal.,2021）。在2 0 132 0 17 年我国NOx浓度呈现下降趋势（Fuetal.,2019），可以推断OH浓度的升高受HONO的影响不大。Shah etal（2 0 2 0）使用GEOS-Chem模式研究发现NO2与OH反应导致OH自由基去除过程在20122 0 17 年夏季变化较小，所以此过程在模式模拟中对OH浓度的影响相对较小；不过模式对于污染物模拟的空间尺度较大，相比于实际情况存在一定差距。而在国十条执行以来VOCs浓度居高不下，NOx减排等因素导致O3浓度不断升高，在夏季发生光解产生了更多的OH自由基，可能是导致华北地区OH浓度的升高的原因。结合图3a，Base模拟中2 0 142 0 17 年华北平原的OH浓度的上升趋势，可以得出该地区人为排放的变化对OH浓度的升高具有主导作用。而在珠江三角洲情况相反，相比于2 0 14年，2 0 17 年人为排放使得该地区夏季OH浓度仅变化了-0.5%。说明在该地区人为排放对OH变化的影响要小于气象因素。这主要是由于该地区近年来O3浓度相比于其他城市群变化不大，在2 0 132 0 17 年夏季MDA803浓度变化趋势仅为0.56 ppbva-（Li e t a l.,2 0 19)，说明在该地区NOx与VOCs的比例变化不大，导致人为排放对OH浓度贡献较小。为了进一步了解气象条件和人为排放对OH浓度变化的具体贡献，我们选择了排放变化比较大的华北平原以及OH浓度比较高的珠江三角洲两个重点区域，分别用MET17_EM14和EM17_MET14敏感