De Noord-Chinese vlakte (NCP), een van 's werelds meest vervuilde regio's, wordt tijdens het koude seizoen vaak overspoeld door hevige nevel, die grote publieke bezorgdheid heeft gewekt vanwege de nadelige gevolgen voor de luchtkwaliteit, het atmosferisch zicht en de menselijke gezondheid.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat de kenmerkende topografie rond het NCP luchtvervuiling bevordert via ongunstige meteorologische omstandigheden zoals atmosferische stagnatie; ons begrip van de effecten op atmosferische fysische en chemische processen en hun interacties is echter nog beperkt.

Prof. Xin Huang en haar onderzoeksgroep van de Nanjing University, China, onderzochten de impact van complex terrein op het optreden en de evolutie van nevelvervuiling in de sterk vervuilde NCP-regio door in-situ observaties en meteorologie-chemische modellering te integreren. Ze ontdekten dat het complexe terrein de vorming van secundaire waas aanzienlijk kan verbeteren door luchtverontreinigende stoffen nabij het oppervlak te blokkeren en op te heffen en hun chemische transformatie te versnellen.

Erger nog, de dikke waas in de lucht kan de interactie tussen aerosolen en de planetaire grenslaag (PBL) verder intensiveren door de bovenlucht te verwarmen en het oppervlak af te koelen, wat leidt tot meer stilstaande lucht en een positieve feedbacklus vormt. Deze door het terrein geïnduceerde intensieve interacties van fysische en chemische processen van atmosferische aërosol dragen gezamenlijk bij aan de relatief ernstigere nevelvervuiling in het NCP-gebied. De bevindingen zijn onlangs gepubliceerd in Atmospheric and Oceanic Science Letters .

"Tijdens nevelgebeurtenissen hebben steden in de buurt van het complexe terrein vaak last van ernstige vervuiling vanwege het blokkerende effect van de bergen. Dit leidt tot atmosferische stagnatie, wat de continue ophoping van vers uitgestoten verontreinigende stoffen nabij het grondoppervlak bevordert", legt prof. Huang uit .

Aangezien ernstige vervuilingsgebeurtenissen in Noord-China grotendeels worden veroorzaakt door de vorming van secundaire aërosol, analyseerde het team de evolutie van secundaire vervuiling in de opgetilde vervuilde luchtmassa verder. Ze ontdekten dat de belangrijkste secundaire anorganische aerosol verantwoordelijk was voor meer dan 70% van de massaconcentratie van fijnstof tijdens een episode van zware vervuiling.

"De bovenste lucht heeft altijd een sterker oxiderend vermogen in vergelijking met het grondoppervlak, vooral tijdens de winter. In dit geval kunnen de opgetilde primaire verontreinigende stoffen gemakkelijk worden geoxideerd in de bovenste lucht, wat de secundaire aërosolvorming verergert", schetst prof. Huang. "Uiteindelijk zal verticale vermenging en depositie van secundaire verontreinigende stoffen verder leiden tot een verergering van de vervuiling op de grond."

Deze studie wijst er ook op dat het effect van terrein op vervuiling gepaard kan gaan met intense aerosol-PBL-interacties. Tijdens door de lucht vervuilde dagen wordt de temperatuurstratificatie in de lagere troposfeer aanzienlijk gewijzigd.

Gebaseerd op online meteorologie-chemie gekoppelde modellering, geeft het werk van het team verder aan dat de aerosol-geïnduceerde opwarming van de bovenlucht en het dimmen van het oppervlak de atmosferische stratificatie stabiliseren en leiden tot een daling van ongeveer 50% in de PBL-hoogte, wat de luchtvervuiling verder verergert .

Door het mechanisme te verklaren dat ten grondslag ligt aan het effect van complex terrein op vervuiling in de Noord-Chinese vlakte, benadrukt dit onderzoek het belang van een dergelijk effect op de intense interactie tussen atmosferische fysieke en chemische processen. Het zou een cruciale factor kunnen zijn voor het veelvuldig voorkomen van luchtvervuiling in berg- en kustgebieden in de buurt van complexe topografie. + Verder verkennen

Synergie van antropogene emissies en atmosferische processen kan ernstige nevel veroorzaken in Noord-China