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我院在臭氧污染归因及时空因果推断领域取得系列进展
发布时间：Tue Sep 14 18:43:00 CST 2021
在全球院青年人才支持计划等项目的支持下，我院陈子悦副教授及其合作者在我国臭氧污染的关键阈值分析和农作物影响、以及时空因果推断领域取得了一定进展。 我国臭氧生成机制关键阈值分析取得进展 我院研究生李睿渊，陈子悦副教授及其合作者在我国臭氧生成机制关键阈值提取研究中取得进展，研究以“Identifying the spatiotemporal variations of ozone formation regimes across China from 2005 to 2019 based on polynomial simulation and causality analysis”为题发表在一区期刊Atmospheric Chemistry and Physics 不同范围的HCHO/NO2代表不同的臭氧生成机制。目前采用单一方法，获取臭氧生成阈值，容易造成较大误差。本研究基于近地面臭氧站点观测数据以及HCHO和NO2卫星数据，分别采用了三次多项式拟合模型和因果分析模型——Convergent Cross Mapping确定了我国HCHO/NO2的关键阈值，以上两大模型所得结果非常接近，为确定我国臭氧生成机制提供了可靠的参考。同时，本研究对城乡不同区域的臭氧生成机制进行了对比，提出了更有针对性的减排建议。
图1 基于指示剂法和CCM的我国臭氧生成机制在全国尺度和重点区域的敏感性分析
地面臭氧浓度对中国农作物产量的影响估算 我院研究生徐苗青，陈子悦副教授及其合作者在地面臭氧浓度对于中国农作物产量的影响的多模型对比中取得进展，成果以“Estimating the impact of ground ozone concentrations on crop yields across China from 2014 to 2018: A multi-model comparison”为题发表在TOP期刊Environmental Pollution。 地面臭氧对作物产量有很大影响，但如何正确量化我国臭氧引起的产量损失仍然具有挑战性。为此采用了一系列 O3-crop 模型估算 2014 年至 2018 年臭氧引起的我国产量损失，同时强调了不同区域 O3-crop 模型在应用于大范围估算时的巨大差异（图1）。
图2使用不同模型估算的2014 年至 2018 年中国水稻和小麦的作物产量损失
研究还探索了在相应（和邻近）地区采用特定的 O3-crop 模型来估计中国臭氧引起的产量损失的策略（图2）。两种策略的比较表明，来自多个模型的平均值仍可能对不同作物呈现不一致的高估/低估趋势。
图3通过单独使用单一模型以及相应（和相邻）模型组合估算的2014-2018年中国平均作物产量损失
因此，在不同地区采用相应的O3-作物模型来估算臭氧污染造成的全国作物损失是一种较好的策略。然而，中国大部分地区严重缺乏区域性O3-作物模型，使得对全国产量损失的稳健估计极具挑战性。鉴于 O3-crop不同区域的巨大差异，应适当设计和实施具有大量区域 O3-crop 模型的系统框架。 不同O3-crop模型的比较和交叉验证突出了现有研究的一些局限性，并为更好地在不同地区开展未来的O3-crop模型和估计臭氧污染引起的大规模作物产量损失提供了启示。
地球系统科学中的因果推断: 时间角度还是空间角度?
图4 地球科学系统中空间与时间角度的因果推断
需要查阅原文和学术讨论的可联系zychen@bnu.edu.cn。
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编辑：张墨润 审核：吴其重 相关附件： |
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