[发明专利]一种基于观测数据的多种大气污染物-温室气体协同溯源方法

说明书

一种基于观测数据的多种大气污染物‑温室气体协同溯源方法，涉及大气颗粒物、气态污染物和温室气体领域，包括以下步骤：(1)协同溯源技术的在线数据预处理；(2)协同溯源技术的污染物比值的设定；(3)协同溯源技术参数的建立：计算PM_2.5、气态污染物、CO₂的加权系数；(4)多种大气污染物‑温室气体协同溯源技术的构建：提出协同溯源计算公式，识别SO₂‑NO_x‑VOCs及PM_2.5‑CO₂的共同源类，量化共同源影响。本发明提供的基于观测数据的多种大气污染物‑温室气体协同溯源方法能直接识别并量化PM_2.5、气态污染物和CO₂的协同源影响，为未来共同治理空气污染和减缓气候变化提供启示，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及大气颗粒物、气态污染物和温室气体领域，具体涉及一种基于观测数据的多种大气污染物-温室气体协同溯源方法。

背景技术

空气污染和气候变化在世界范围内引起了越来越多的关注，并且大大增加了对公众健康和环境的威胁，这通常归因于经济快速发展造成的人为源排放的增加。作为一种主要的空气污染物，PM_2.5对心血管、免疫和神经系统有不利影响，可能会增加发病率和死亡率，并对经济活动造成巨大破坏。但据报道，由于气态前体(SO₂、NO_x、VOCs)的非线性光化学反应形成了硫酸盐、硝酸盐、铵和二次有机气溶胶(SOA)，这使得某些地区的二次组分显著增强。因此，颗粒物污染仍然不容忽视。此外，气候变化已被证明对人类健康产生有害影响。自工业革命以来，人口的增长、农业活动的密集化和能源(如化石燃料)的使用带来了前所未有的气候变暖。CO₂作为大气中一种典型的温室气体，通过干扰地球的自然碳循环，迫使气候失衡。研究表明，21世纪的全球平均二氧化碳浓度比工业时代(278ppm)高出近45％。因此，减少CO₂的排放迫在眉睫。

值得注意的是，气候变化、颗粒物和气态污染物之间有着错综复杂的联系。一方面，大气中二氧化碳的增加会吸收从地球表面反射的太阳辐射，释放长波辐射，产生温室效应，从而导致全球变暖。气候变化导致温度、辐射、降水、风速等气象因素的变化，影响污染物的产生、积累和扩散。另一方面，受气体前体光化学生成影响的污染物(气溶胶)可以通过改变大气辐射收支和影响云的形成进一步影响气候系统。因此，需要制定一套同步减少二氧化碳、颗粒物和气态污染物的协同方法。

空气污染与温室气体有着相同的根源和来源。人类活动不仅会排放CO₂等温室气体，还会同时排放以PM_2.5、SO₂、NO_x、VOCs为代表的空气污染物。因此，协同控制空气污染物与温室气体的减排是实现空气污染与气候变化的治理的有效途径。

发明内容

本发明的目的是解决当前基于在线监测数据与受体模型联用的在线源解析技术中，无法通过自动化方法得到多物种共同源类协同源影响的问题；基于较高时间分辨率测量仪器得到的在线监测数据，结合受体模型，自动计算单个物种源影响，同步识别并量化颗粒物、气态污染物、二氧化碳的污染来源及影响；同时提供了一种基于观测数据的多种大气污染物-温室气体协同溯源方法。本发明提供的基于观测数据的多种大气污染物-温室气体协同溯源方法，通过计算加权平均系数，能够直接量化颗粒物、多种气态污染物(SO₂-NO_x-VOCs)、温室气体共同源类的协同源影响，整合SO₂-NO_x-VOCs与PM_2.5-CO₂的协同溯源结果。这一发明对未来共同治理空气污染和减缓气候变化提供启示，符合未来“减污降碳协同减排”的环境治理政策，具有良好的推广应用前景。

本发明提供的基于观测数据的多种大气污染物-温室气体协同溯源方法，采用的技术方案如下：