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新冠肺炎 (COVID-19)疫情的突然爆發，不僅嚴重沖擊了全球經濟活動氮氧化物，也深刻影響了我們的生活模式。隨之而來的，很多國家和地區大氣成分的濃度也經歷了急劇下跌、低位維持和緩慢恢復的過程。基于已有的衛星觀測報道，疫情期間我國二氧化氮柱濃度呈現出長時間、大面積、大幅度的下降，變化速度和程度超過了我國歷次重大活動保障期間減排措施的效果。然而，濃度變化往往受邊界層高度、氣象條件和傳輸擴散等因素的影響，不一定能真實反映排放量的變化。疫情期間，氮氧化物的實際排放量減少了多少，對大氣環境質量有著怎樣的影響？回答這些問題可為氮氧化物減排方案的制定提供決策參考。

鑒于此，中國科學院大氣物理研究所潘月鵬研究員與國家衛星氣象中心張倩倩博士等合作，基于TROPOMI遙感監測二氧化氮柱濃度，結合GEOS-Chem大氣化學模式，采用自上而下的方法反演了2019和2020年第一季度我國氮氧化物排放的變化，并進一步計算了氮氧化物減排對近地面臭氧和細顆粒物濃度的影響。

圖1. 2019和2020年春節前后中國（左圖）和中國東部（110°E-122°E一氧化碳報警器，30°N-42°N，右圖）氮氧化物的排放強度（單位：千噸/天）。其中，w0代表春節期間，柱狀圖代表周平均。

結果顯示：2020年封城期間（春節及之后四周），我國氮氧化物排放強度比春節前降低了44.7%，比2019年同期降低了53.4%。2020年春節后第五周起的四周內（3月2-29日），我國大部分地區的氮氧化物排放強度逐漸恢復并接近于2019年同期水平（略低8.2%）。然而，中國東部氮氧化物排放強度的恢復較慢，到2020年3月底，氮氧化物排放強度仍低于2019年同期22.9%，顯示出復工復產的區域差異性。

圖2. 中國東部氮氧化物排放降低對2020年第一季度大氣細顆粒物和臭氧濃度的影響。

2020年第一季度二氧化硫檢測儀，中國東部氮氧化物排放量比2019年同期降低了40.5%氮氧化物，使更多的大氣自由基（HOx）參與臭氧生成，從而導致近地面臭氧濃度上升了36.5%。然而氮氧化物，中國東部近地面細顆粒物濃度的下降幅度僅為12.5%。疫情期間，臭氧及相關的大氣自由基濃度均有所上升，促進了二次顆粒物生成的非均相反應過程，這可能是細顆粒物濃度降低較少的原因之一。

2020年封城期間，氮氧化物排放強度降低的幅度高于以往春節假期造成的“節日效應”，而這個降幅也可能代表了當前技術水平下我國氮氧化物減排的上限（40-50%）。然而，如此大幅度的氮氧化物減排對顆粒物的消減作用卻非常有限，且帶來臭氧濃度的明顯反彈。因此，在未來污染物減排方案的制定中，應充分考慮顆粒物和臭氧之間復雜的相互作用，實施多種大氣污染物的協同控制。

文章鏈接：

Zhang, Q., Pan, Y.*, He, Y., Walters, W. W., Ni, Q., Liu, X., Xu, G., Shao, J., and Jiang, C. 2020. Substantial nitrogen oxides emission reduction from China due to COVID-19 and its impact on surface ozone and particle pollution. Science of the Total Environment,

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