生物源挥发性有机物(BVOCs)是生成臭氧和二次有机气溶胶(SOA)的重要前体物，其中单萜类化合物约占全球BVOCs排放总量的15%。长期以来，大气化学传输模型通常假设单萜烯排放主要受温度驱动，而对光照因素考虑不足。最新外场原位观测表明，在热带和亚热带地区，单萜烯排放也有光依赖性，且不同单萜烯物种存在差异，忽视这一排放影响因素可能最终影响臭氧和SOA模拟。

    针对这一问题，中国科学院广州地球化学研究所王新明研究员和张艳利研究员课题组郭昊副研究员等，基于前期研究组华南地区典型树种野外实测，在更新模型本地化排放因子进行模拟的基础上，本研究进一步对广泛应用的MEGAN2.1这一BVOCs排放模型中光温响应算法进行了更新，并将其嵌入大气化学传输模型WRF–CMAQ中，对华南地区2022年典型季节BVOCs排放和二次污染物生成进行了模拟。

    结果显示，改进后的算法使我国华南地区单萜排放量冬季减幅高达60%，夏季减幅约达9%（图1a）；降低了臭氧模拟值与观测值的平均标准化偏差(MNB)，使模拟与观测的差值降低了9-19%（图1b）；华南地区夏季臭氧的日最大8小时平均浓度（MDA8 O₃）相应下降约3%–7%（最高减少2 ppb），二次有机气溶胶（SOA）浓度下降10%–24%（最高减少1.2 μg/m³）（图2）。引起该变化的原因，主要是大气氧化能力（AOC）的降低以及单萜烯氧化生成SOA途径的转变（图3）。

    本研究通过基于原位观测的算法更新，从而提升了对BVOCs排放及其二次污染物生成模拟的准确性。然而，未来还需要在更多植被类型和气候条件下开展长期现场原位观测，以进一步完善BVOCs排放的光响应算法，并将更近真实大气下单萜烯的氧化机制纳入模型，从而推动区域空气质量模拟向更好反映BVOC影响作用。

    本研究受到国家自然科学基金委创新研究群体项目（42321003）、青年基金C类（42405110）、广东省科技厅（2023B1212060049、2023B0303000007）、广州市科技局（2024A04J4935）等项目的联合资助。相关研究成果近期发表于Journal of Geophysical Research: Atmospheres。

论文信息：

Guo, H. (郭昊), Zhang, Y.* (张艳利), Ran, H. (冉浩汎),  Zeng, J. (曾建强), and Wang, X. (王新明), 2025.  Improving Light‐Dependent Monoterpene Emission Parameterizations to Enhance Chemical Transport Model Predictions of Ozone and SOA in South China, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 130(20), e2025JD044435. https://doi.org/10.1029/2025JD044435

图1  算法更新前(Default)后(Updated MTs)，(a)广东省四季单萜烯排放量估算对比；(b)臭氧观测值与模拟值逐小时浓度平均标准化偏差(MNB)对比（红线表示U.S. EPA标准值）

图2 算法更新前(Default)和后(Updated MTs)；(a)夏季臭氧日最大8小时平均浓度(ppb); (b) SOA浓度(μg/m³ )的模拟值对比

图3 算法更新前(Default)和后(Updated MTs)，夏季珠三角地区 (a)大气氧化性与 (b)不同SOA生成途径[半挥发性产物(SVOC)、低聚物(OLGM)、乙二醛(GLY)和甲基乙二醛(MGLY)]的变化