56.精选文章 |【JAG】武汉大学：青藏高原非城市空气变“净”更快？NO₂污染被严重高估了！

文章简介

英文题目：Assessing urban-rural NO2 trend of the Tibetan Plateau via satellite observations

中文译名：通过卫星观测评估青藏高原城乡NO2变化趋势

发表时间：2025年6月

发表期刊：JAG

第一作者：Maolin Zhang  et al

第一单位：武汉大学

DOI：10.1016/j.jag.2025.104575

精选理由：青藏高原是全球气候变化最敏感的区域之一，其大气污染趋势对生态系统和人类健康具有重要影响。本研究关注于氮氧化物（NO₂）这一关键空气污染物，在区域尺度上系统评估了青藏高原城乡NO₂浓度变化趋势。研究创新性地融合TROPOMI和OMI两种卫星传感器的观测数据，建立高空间分辨率的NO₂长时间序列产品，显著提高了NO₂估算的精度，R²高达0.880，且有效减缓了非城市区域约20%的过估问题。研究发现，非城市地区的地面NO₂年均下降速率为0.88 μg/m³，下降幅度比城市区域高出14%。此外，利用传统粗分辨率数据评估NO₂暴露状况时，污染日数被高估达49%。本研究不仅为青藏高原城乡空气质量的精准评估提供了新工具，也为人类活动与气候变化协同影响下的污染趋势研究提供了参考。

摘 要

在全球气候变化的背景下，青藏高原地区大气污染趋势亟待关注，该地区的生态系统易受全球气候变化的协同效应影响。二氧化氮（NO2）作为青藏高原重要的大气污染物，具有深远的社会和生态效应，但对其研究尚不足。目前对NO2的评估很大程度上依赖于基于臭氧监测仪（OMI）提供的20多年观测数据的机器学习模型。同时，由于OMI的空间分辨率较低，导致青藏高原非城市地区的NO2浓度估计值出现意外的高估，严重影响了长期评估。因此，本研究基于近期获得的对流层监测仪（TROPOMI）提供的细尺度NO2柱数据，提出了一种融合策略来改进长期OMI NO2柱数据。除了具有良好的分辨率和可应用于TROPOMI观测数据之前很久的时段外，通过融合策略获得的改进的NO2柱状图反演地面NO2浓度也提高了精度（R2为0.831–0.880），并将高估程度降低了约20%。基于改进后的数据集，城乡对比显现：非城市地区地面NO2浓度每年下降0.88 μg/m3，而城市地区下降率则降低14%。这进一步表明，先前超过世界卫生组织健康标准的NO2暴露量被显著高估（污染天数高估了49%）。该结果有助于理解人类活动和气候变化对城乡空气质量的不同影响。

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研究要点

1. 多源融合提升NO₂监测精度

本研究融合OMI与TROPOMI两种卫星数据，构建出高分辨率（长时间序列）NO₂数据集，有效克服了OMI在非城市区域的过估偏差，R²提升至0.880。

2. 城乡NO₂下降趋势对比明显

从2015至2022年，非城市区域的地面NO₂浓度年均下降速率为0.88 μg/m³，比城市区域下降幅度高14%，揭示了不同人类活动强度下的污染控制效果差异。

3. 暴露风险评估严重偏高

基于粗分辨率卫星数据的NO₂暴露日数被高估了49%。本研究指出，准确估算暴露水平对于公众健康评估至关重要。

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研究总结

1. 高分辨率历史NO₂数据构建新策略

通过融合TROPOMI和OMI数据，建立可追溯至TROPOMI时代之前的高分辨率NO₂柱浓度数据，有效弥补了传统NO₂监测的时间和空间分辨率不足。

2. 揭示非城市区域污染改善更显著

非城市区域NO₂浓度下降速率更快，显示出青藏高原大部分地区在气候变化和人类活动双重影响下的空气质量正向变化趋势。

3. 为健康风险评估与政策制定提供参考

显著修正了传统模型在NO₂暴露评估中的高估问题，为后续公共健康风险管理、环境评估与区域空气污染控制策略提供关键科学依据。

研究图表

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