中国大气NO2和NH3的空间驱动因素:解开源与过程驱动的控制
Shihui Wang1, Xia Zhao2, Aijun Xing2
1State Key Laboratory of Vegetation and Environmental Change, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100093, China; University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, 100049, China.
空气质量管理需要了解二氧化 (NO2) 和氨 (NH3) 驱动因素. 由于排放控制,NO2减少,而NH3保持稳定,需要基于农业和生态系统的战略.
科学领域:
- 大气化学和空气污染研究.
- 环境科学与管理.
- 机器学习在环境监测中的应用.
背景情况:
- 有效的空气质量管理需要区分二氧化 (NO2) 和氨 (NH3) 的驱动因素.
- 中国全国空气质量动态需要针对性干预措施的详细描述.
- 以前的研究往往缺乏对影响NO2和NH3度的因素的细粒度归因.
研究的目的:
- 从2015年到2023年,描述中国NO2和NH3度的全国动态.
- 识别和区分NO2和NH3的主要驱动因素和影响因素.
- 为制定量身定制的减缓战略提供科学基础.
主要方法:
- 使用一个可解释的机器学习框架,整合卫星观测.
- 使用随机森林建模和夏普利添加式解释 (SHAP) 进行归因分析.
- 分析了2015年至2023年的全国数据,以评估污染物动态和驱动因素.
主要成果:
- 在全国范围内,NO2度显著下降 (6.20至4.90μg/m3),而NH3度保持稳定.
- 在城市工业区观察到NO2热点,主要是由人为因素 (35.1%) 推动的.
- 在农业地区,NH3的增强是由于生态和农业因素 (30.9%),包括肥料使用.
结论:
- 对于NO2 (源驱动) 和NH3 (过程驱动) 的不同驱动因素需要不同的管理方法.
- 排放控制政策对NO2有效,但NH3需要综合战略,重点关注农业最佳实践和生态系统适应.
- 这项研究为在中国制定特定区域的减缓战略提供了关键的见解.
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