中国北京-天津-河北地域における重汚染期間中のエアロゾル-放射線相互作用に対する排出削減効果

Impact of emission reduction on aerosol-radiation interaction during heavy pollution periods over Beijing-Tianjin-Hebei region in China.

• Wei Wen
• Chunwei Guo
• Xin Ma
• Xiujuan Zhao
• Lei Liu
• Dan Chen
• Jing Xu

抄録

2015年12月、北京-天津-合北（BTH）地域では、いくつかのエピソードの大気質汚染が発生した。政府は直ちに汚染を減らすための緊急対策を発令したため、排出削減がエアロゾル-放射線相互作用に与える影響を調べる良い機会となった。本研究では、排気ガス削減とエアロゾル-放射線相互作用をオンにしたベース1シミュレーション、排気ガス削減とエアロゾル-放射線相互作用をオフにしたベース2シミュレーション、排気ガス削減とエアロゾル-放射線相互作用をオンにしないシナリオ1シミュレーション、排気ガス削減とエアロゾル-放射線相互作用をオフにしたシナリオ2シミュレーションの4つの試験を実施しました。その結果、エアロゾル-放射線相互作用は、下向き短波放射と2m地点の温度を低下させ、この地域の惑星境界層高度を低下させ、2m地点の相対湿度を上昇させ、汚染の蓄積に有利であることがわかった。その結果、放射削減による相互作用効果により、下向き短波放射が平均0-5W/m増加し、地表面温度が0-0.05℃上昇し、日中平均PBLHが0-8m上昇し、日中平均2m相対湿度が0.5%低下することが明らかになった。エアロゾルと放射線の相互作用があれば、大気汚染防止のための排出抑制対策の効果が高まることがわかった。PM（2.5μm以下の粒子状物質）、PM（10μm以下の粒子状物質）、NO（二酸化窒素）の排出削減効果の強化は、この地域でそれぞれ7.62％、6.90％、11.62％に達した。

In December 2015, the Beijing-Tianjin-Hebei (BTH) region experienced several episodes of heavy air pollution. The government immediately issued emergency control measures to reduce the pollution, which provided a good opportunity to explore the impact of emission reduction on aerosol-radiation interaction. In this study, four tests were conducted, including the base1 simulation with emission reduction and aerosol-radiation interaction on, the base2 simulation with emission reduction and aerosol-radiation interaction off, the scenario1 simulation without emission reduction and aerosol-radiation interaction on and the scenario2 simulation without emission reduction and aerosol-radiation interaction off. We find that the aerosol-radiation interaction decreased the downward shortwave radiation and the temperature at 2 m, reduced the planetary boundary layer height (PBLH) in the region, and increased the relative humidity at 2 m, which is favorable for pollution accumulation. Our results revealed that the interaction effect due to emission reductions increased downward shortwave radiation by an average of 0-5 W/m, leading to increase in surface temperature of 0-0.05°C, increase in the daytime mean PBL high of 0-8 m, and decrease in daytime mean relative humidity at 2 m of 0.5%. We found that if there were aerosol-radiation interaction, it would enhance the effectiveness of emission control measures on air pollution control. The enhance of PM (particulate matter less than 2.5 µm), PM (particulate matter less than 10 µm), and NO (nitrogen dioxide) emission reduction effects reached 7.62%, 6.90%, 11.62%, respectively, over this region.

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