泰国北部旱季生物质燃烧减排25%情景下PM?.?空间异质性模拟研究

《Scientific Reports》：Spatial heterogeneity in PM?.? mitigation from a 25% biomass burning scaling over northern Thailand using WRF-Chem

　　

摘要

泰国北部在旱季期间因生物质燃烧而面临严重的PM?.?污染问题，然而对减排措施效果的量化评估仍然不足。本研究使用WRF-Chem v4.4模型，模拟了泰国北部2020年2月1日至15日期间生物质燃烧减排25%的情景（Red25，即将火灾排放量缩减至基准情景的75%），并在一个包含两个嵌套区域（12 km和4 km，以4 km分辨率进行分析）的系统中，利用泰国污染控制厅（PCD）的15个监测站在当地时间07:00的数据进行评估。基准模拟（Base）显示定量技能有限（归一化平均偏差为?42.9%，站点平均相关系数为0.25），且存在显著的气象偏差，包括温度偏高（+3.58 °C）、湿度偏低（?35.23%）和风速偏高（+423%），这些偏差限制了我们对模拟响应幅度的信心。Red25情景揭示了模拟上限减排效果的空间异质性：各站点的PM?.?减少幅度在92.1%至95.5%之间（站点平均减少25.1 μg m?3，降幅93.8%），其中高火灾密度省份的降幅最大，城市中心的降幅最小。在整个网格区域上，ΔPM?.?范围为?0.5至?80.6 μg m?3（区域平均为?20.5 μg m?3，降幅88.4%）。在11个共有站点中，减排信号与温度偏差（r = ?0.40，p = 0.22）和湿度偏差（r = ?0.46，p = 0.15）呈现出一定的关联性，但统计上不具有显著性。这种异质性表明，统一的减排目标可能带来差异化的环境效益，而空间差异化的策略可能在政策实施中更为有效。然而，鉴于模型的有限技能和探索性设计，模拟的减排幅度应被视为模型敏感性的上限诊断，而非对现实世界空气质量改善的验证性预测。