包括长三角地区在内的华东地区，曾备受PM2.5污染的困扰，也是我国大气污染重点防治区域之一。但是，长久以来，由于地面观测站点稀疏、观测数据不足，对于PM2.5的区域研究始终缺少较长时间尺度的数据支撑。日前，由上海市气象局、上海健康与气象重点实验室学科带头人贺千山研究员主持的上海市自然基金“大气颗粒物三维空间分布的构建与应用”项目结题。项目利用地面激光雷达观测和卫星遥感气溶胶光学厚度，获得了地面能见度和PM2.5的高分辨率网格化产品，克服了地面观测站点稀疏的问题，首次以大气环流的视角来研究华东区域长时间序列PM2.5问题。
与此同时，研究还发现，我国华东地区的PM2.5浓度从2000年开始稳定增加，但在大气综合治理“重拳”之下，2007年达到最高值后呈现逐渐下降趋势。
卫星反演误差降低30%
所谓的气溶胶，其实指的是大气中直径小于或等于2.5微米的细颗粒物，又简称为PM2.5，当PM2.5成为空气首要污染时，霾天气就出现了。贺千山介绍说，过去的二十年里，华东地区经历了快速的工业化进程，汽车保有量以及工业排放大幅增加，这些都给空气质量带来了压力，霾天气的显著增加使得大气能见度下降。“但是，各地的空气污染从不是割裂的。大气气溶胶的出现，不仅和人类活动有关，它的产生、传输、沉降还受到季风大气环流的影响。”
我国对于气溶胶的研究尚处于起步阶段。“一个是长时间的观测数据缺乏，另一个是以往观测手段不足。但随着气象观测手段不断提升，现在站点分布更多，还能利用卫星从太空进行监测。”因此，贺千山提出了一个新的对流层气溶胶垂直分布模型，和研究团队一起利用长三角地区7个太阳光度计，对比分析2000年到2015年MIDOS卫星的气溶胶产品，通过参数化方法反演得到了华东地区地面PM2.5时空分布产品，并且给出了对比结果和误差来源，将近地面PM2.5的卫星反演误差降低到30%。
PM2.5长期预测或变可能
研究也有新的发现。从季节特征来看，华东地区的PM2.5表现出春夏低、秋冬高的特点，并且在2007年达到峰值后逐年下降。“而且，通过根据不同季节的PM2.5区域变化分析，每个季节大气环流形式的改变都会对分布带来影响。比如，PM2.5的春季年变化受极涡强度影响较大。夏季年变化则主要受西太平洋台风数量、北半球副高脊线位置以及太平洋—北美遥相关型指数支配。秋季年变化与太阳黑子活动及亚洲区极涡面积关系密切。冬季年变化受冷空气影响次数支配。”
“在全球气候变暖的背景下，中国东部环流形式的改变对PM2.5区域分布的变化有着不容忽视的影响。”贺千山说，一直以来，科学家对于PM2.5的长期预测存在难点，但借助这次研究成果，预测PM2.5的长期变化或将成为可能。“政府在实施严格大气污染物排放控制措施的同时，也可以考虑全球气候变化对PM2.5区域分布影响。”
记者 马丹