Вертикальные измерения загрязнителей воздуха в городском Пекине
Несмотря на улучшение качества воздуха в последние годы, в Пекине в осенне-зимние сезоны по-прежнему случаются сильные эпизоды смога с удивительно высокими концентрациями тонкодисперсных частиц (PM2.5). Загрязнение воздуха часто демонстрирует сильные вертикальные различия: например, на вершине горы в смоговый день можно ощутить свежий воздух с хорошей видимостью, в то время как город фактически погребён под слоем воздуха с низкой видимостью и сильным загрязнением. В городской черте также часто наблюдается сосуществование смога и голубого неба.
Для углублённого понимания характеристик вертикальной эволюции загрязнителей воздуха в городском пограничном слое команда из Государственной ключевой лаборатории физики и химии атмосферного пограничного слоя Института физики атмосферы Китайской академии наук использовала контейнер, способный перемещаться по 325-метровой метеорологической башне в Пекине. Это позволило проводить вертикально разрешённые измерения коэффициента ослабления света сухими тонкодисперсными частицами, газообразного NO2 и чёрного углерода (BC) с поверхности земли до 260 м днём и до 200 м ночью. Параллельно на уровне земли и на высоте 260 м на башне измерялись нелетучие субмикронные аэрозольные компоненты (NR-PM1), включая органические вещества, сульфаты, нитраты, аммоний и хлориды, с помощью аэрозольного масс-спектрометра высокого разрешения (HR-AMS) и монитора химического состава аэрозолей (ACSM).
Были выявлены четыре различных типа вертикальных профилей. Основными факторами, влияющими на изменения в вертикальных профилях, являются вертикальная конвекция (на что указывает высота слоя перемешивания), температурная инверсия и локальные выбросы. Исследователи установили, что температурная инверсия в сочетании с взаимодействием различных воздушных масс объясняет феномен сосуществования «голубого неба и смога».
Вертикально разрешённые измерения с башни являются важным дополнением к измерениям с помощью лидара, который обычно имеет «слепую зону» ниже 200 метров. Результаты исследования недавно были опубликованы в журнале Atmospheric Chemistry & Physics.