近日，北京大學(xué)王學(xué)軍和劉茂甸課題組及其合作者在《Nature Geoscience》期刊上發(fā)表題為“Underestimation of particulate dry nitrogen deposition in China”的研究成果。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院王學(xué)軍教授、劉茂甸研究員和佐治亞理工學(xué)院的Yuhang Wang教授為論文共同通訊作者。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院已畢業(yè)博士生張倩茹為論文第一作者。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大氣化學(xué)模型低估了中國(guó)細(xì)模態(tài)氮?dú)馊苣z粒徑超過(guò)兩倍，而不同干沉降機(jī)制對(duì)沉降速率隨粒徑的變化估值相差可達(dá)兩個(gè)數(shù)量級(jí)。研究團(tuán)隊(duì)基于中國(guó)實(shí)測(cè)的氣溶膠粒徑數(shù)據(jù)，并結(jié)合四種主流干沉降機(jī)制，重新構(gòu)建了中國(guó)區(qū)域高精度的大氣氮沉降數(shù)據(jù)集。結(jié)果表明，WRF-Chem和GEOS-Chem等常用大氣化學(xué)模型低估了中國(guó)地區(qū)的顆粒態(tài)氮干沉降通量。在不同模型實(shí)驗(yàn)中，顆粒氮的年干沉降通量估值范圍為0.6至3.1 TgN，其中觀測(cè)約束機(jī)制（Osize_E2020）估算值為2.9 TgN，遠(yuǎn)高于WRF-Chem默認(rèn)機(jī)制（0.6 TgN）和GEOS-Chem默認(rèn)機(jī)制（1.5 TgN）。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，參與CMIP6的地球系統(tǒng)模型普遍低估了NH4+（顆粒態(tài)氮的主要組分）的干沉降通量；中國(guó)氮沉降監(jiān)測(cè)網(wǎng)（NNDMN）也對(duì)顆粒態(tài)氮干沉降存在約一倍的低估。

研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將修正后的沉降數(shù)據(jù)輸入陸面模型CLM5，發(fā)現(xiàn)此前因顆粒態(tài)氮干沉降低估，模型中氮沉降對(duì)中國(guó)陸地凈生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力（NEP）的影響被可能低估了9%–13%。研究還發(fā)現(xiàn)，將觀測(cè)約束的粒徑分布與E2020機(jī)制結(jié)合，也能有效緩解大氣化學(xué)模型中普遍存在的NO3-濃度的高估問(wèn)題。

中國(guó)顆粒態(tài)氮干沉降通量的對(duì)比與評(píng)估。