Verbesserung der regionalen Luftqualitätsvorhersagen im Indo-Gangetic Plain – Fallstudie eines intensiven Verschmutzungsereignisses im November 2017

Zusammenfassung. Das Indo-Gangetic Plain (IGP) erlebte im November 2017 ein intensives Luftverschmutzungsereignis. Das Weather Research and Forecasting Model gekoppelt mit Chemie (WRF-Chem), ein gekoppelt meteorologisches und chemisches Modell, wurde verwendet, um dieses Ereignis zu simulieren. Um PM2.5-Spitzen zu erfassen, änderten wir die chemischen Randbedingungen und die Emissionen aus Biomasseverbrennung. Das Community Atmosphere Model mit Chemie (CAM-chem) und die Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications Version 2 (MERRA-2) globale Modelle lieferten gasförmige bzw. Aerosol-Chemie-Randbedingungen. Wir haben auch aktive Brandpunkte des Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) integriert, um fehlende Brandemissionen im Fire INventory from NCAR (FINN) zu ergänzen und um den Faktor 7 für einen Zeitraum von 8 Tagen zu skalieren. Bewertungen gegen verschiedene Beobachtungen zeigten, dass das Modell den zeitlichen Trend sehr gut erfasste, obwohl die Spitzen am 7., 8. und 10. November verpasst wurden. Die modellierte Aerosolzusammensetzung in Delhi zeigte, dass sekundäre anorganische Aerosole (SIAs) und sekundäre organische Aerosole (SOAs) während des Novembers jeweils 30 % und 27 % der gesamten PM2.5-Konzentration ausmachten, mit einem modellierten OC/BC-Verhältnis von 2,72. Rückverfolgungen zeigten, dass landwirtschaftliche Brände in Punjab die Hauptquelle für extrem verschmutzte Tage in Delhi waren. Darüber hinaus deuteten hohe Konzentrationen über den Grenzschichten in vertikalen Profilen darauf hin, dass entweder die Rauchfahne im Modell die Emissionen zu hoch freigab oder das Modell den Rauch nicht schnell genug nach unten vermischte. Ergebnisse zeigten auch, dass über weite Strecken transportierter Staub die Luftqualität Delhis während des Ereignisses nicht beeinträchtigte. Räumliche Plots zeigten eine durchschnittliche Aerosol-Optische Tiefe (AOD) von 0,58 (±0,4) über den November. Die modellierten AODs waren über Zentralindien zu hoch und über dem östlichen IGP zu niedrig, was darauf hinweist, dass eine Verbesserung der Emissionen im östlichen IGP die Vorhersagen zur Luftqualität erheblich verbessern kann. Wir stellten auch hohe Ozonkonzentrationen über dem Gebiet fest, was darauf hindeutet, dass Ozon in zukünftigen Strategien zur Luftqualitätsmanagement neben Partikeln berücksichtigt werden sollte.