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本文结合遥感解译,以数值模拟为主要研究手段,采用中尺度气象模式MM5和最新开发的自然源气体和气溶胶排放模式MEGAN(The Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature),离线计算2006年珠三角地区萜烯化合物的排放,并对其排放行为和排放计算的不确定性作系统的分析。
数值模拟结果表明:(1)2006年珠三角地区总BVOCs年排放为339.01×106kg,相当于人为源VOCs(Anthropogenic Volatile Organic Conpoumds,AVOCs)年排放量的40.68%,占珠三角地区总VOCs排放量的28.91%。异戊二烯、单萜烯、倍半萜烯和其他VOCs(other VOCs)的年排放量分别占总BVOCs年排放量的31.94%、39.23%、3.27%和25.56%。单萜烯的组成以α—蒎烯和β—蒎烯为主,其年排放量分别占珠三角单萜烯年排放量的28.09%、26.98%;β—caryophyllene和α—farnesene的年排放量占倍半萜烯年排放量的22.31%和18.76%。(2)由植被的地理分布差异引起的排放地理分布差异明显,珠三角周边城市化程度相对较低、植被拥有量高的地区是萜烯化合物高排放的地方。(4)萜烯化合物排放具有明显的日变化和年变化:最高的排放速率出现在13点,异戊二烯、单萜烯和倍半萜烯的排放速率分别为0.05×106 kg h-1、0.05×106 kg h-1和0.01×106 kg h-1;最高的排放量发生在夏季,异戊二烯、单萜烯和倍半萜烯的排放量分别为为51.83×106 kg、48.34×106 kg和5.18×106 kg。(5)珠三角地区萜烯化合物平均排放速率大于1.2 kg km—2h-1主要分布在一些相对偏远的地区,例如惠州的东部、广州的东北角、肇庆和江门的南部,是这些地区VOCs主要的来源,能显著地影响着当地的空气质量,特别是03;和PM10的浓度和分布。
不确定分析表明:(1)本文计算的不确定性主要来自卫星影像的解译、气象场的模拟、MEGAN模式参数的选择和排放因子的确定。在模式参数一定的前提下,EF的改变对排放计算带来的不确定性最大,其次为气象场的模拟。(2)改用全球平均的排放因子,珠三角地区2006年总BVOCs的排放量为421.72×106 kg,是本研究结果的124.40%。在化学组成上,以异戊二烯为主,单萜烯和倍半萜烯排放所占的比重不到15%。(3)改用MODIS的PFT,萜烯化合物的排放量和空间分布都发生了显著的变化,其排放量为本研究的73.08%,而且呈现出连续的空间分布特征。异戊二烯排放的空间分布,基本没有明显的排放高值区。(4)当温度分别提高10%、20%和30%后,萜烯化合物的排放分别为本研究的101.70%、195.10%和268.17%。当太阳辐射分别提高萜烯化合物的排放分别为本研究的106.41%、113.42%和120.72%。