跨洲污染和尘埃气溶胶的运输：对区域空气质量的影响

摘要。我们使用全球模型GOCART来研究主要来源排放的污染和尘埃气溶胶对区域和半球尺度表面细颗粒物浓度的影响。重点关注2001年的北美地区，我们利用美国IMPROVE网络的测量数据来评估模型模拟的表面"重建细质量"（RCFM）及其成分，包括硫酸铵、黑碳（BC）、有机物（OM）和细颗粒尘埃。然后，我们根据RCFM的化学成分、来源类型和来源区域量化RCFM的预算，发现硫酸铵是美国东部的主要RCFM成分（约60%），而在美国西部，尘埃和OM与硫酸同样重要，但季节变化显著，尤其是在西北部。从年平均来看，来自北美的污染气溶胶（定义为工业和运输用途燃料燃烧产生的气溶胶）在美国东部占表面RCFM的65-70%，在美国西部占更低的30-40%；相比之下，来自北美以外的污染仅占美国总RCFM的2-6%（约0.2 μg m−3）。相比之下，长途运输的尘埃带来的细颗粒是污染运输至美国的3到4倍（年平均为0.5-0.8 μg m−3），其最大影响出现在春季和西北部。在主要污染区域中，由于距离接收大陆较近及其较高的硫酸前驱物排放比例，欧洲对其他大陆的表面气溶胶浓度有着最大的潜力影响。根据IPCC对2000年的排放情景，我们发现欧洲排放使北非和西亚表面的硫酸铵浓度增加1-5 μg m−3，其对东亚的贡献（≥0.2 μg m−3）是亚洲对北美的贡献的两倍。亚洲和北美的污染排放对其邻近海域产生强烈影响，但由于跨越海洋的长距离运输和有效去除，其对其他大陆的影响相对较小（≤10%）。在主要尘埃源区域中，除北大西洋和热带地区外，亚洲对北半球的大范围区域产生显著影响，这里以非洲尘埃为主。我们还注意到，非洲尘埃和欧洲污染可以通过一条跨越亚洲和北太平洋至西北美洲的路径向东移动；这种路径难以检测，因为这些气溶胶通常与标记为"亚洲外流"的亚洲尘埃和污染一起合并和移动。