我国华南地区的沿海水域和内河航道是全世界船舶活动最为频繁的地区之一，拥有位于深圳、广州和香港的三大主要港口。船舶排放的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫（SO₂）和细颗粒物（PM_2.5）对于华南地区空气质量具有重要影响。

       研究团队与复旦大学张艳教授课题组合作，利用其估算的最新船舶排放清单以及本课题组自主研发的WRF-GC区域气象-大气化学耦合模式进行地表空气质量模拟实验。本研究发现，在2020年1-2月，船舶排放的NO_x、SO₂和PM_2.5相比2019年同期分别下降了19%、71%和58%。其中，由于疫情期间船运活动减少，NO_x的下降主要集中在内河航道与近海水域；而由于全球低硫油政策的实施，SO₂和PM_2.5排放主要在中国排放控制海域以外大幅下降（图1）。

    该研究利用2019与2020年陆面与船舶排放清单驱动WRF-GC模拟不同情景下华南地区空气质量。结果表明，2020年初船舶排放变化导致华南地区地表NO₂浓度平均下降约8.6-10%，在珠江沿岸及沿海水域下降比例可达16-18%（图2）。本研究发现，2020年初华南地区主要航道上TROPOMI卫星观测的NO₂柱浓度相比2019年同期下降约13%，与模式模拟结果（18%）较为一致，为验证本研究船舶排放变化影响提供了观测证据。基于此，本研究估算华南地区船舶排放对广东城市冬季地表NO₂浓度的贡献约为40%。

       由于冬季珠三角地区主要城市属于臭氧生成的“NO_x-饱和”区或“过渡”区，因此船舶NO₂排放的下降进一步使华南冬季地面日最大8小时（MDA8）臭氧浓度平均增加3.8-4.9%。在粤西沿海城市（如：江门、中山、珠海），MDA8臭氧浓度相比正常排放情景下可增加2-15%（图3）。

       该研究发现，在全球低硫油政策实施和新冠疫情双重影响下，船舶排放的SO₂和一次性PM_2.5在中国排放控制海域内平均下降20%，而在整个华南地区（图1范围）则分别下降71%及57%。上述船舶排放变化使广东城市地表SO₂和一次性PM_2.5浓度平均下降2.8%及4.3%。以此估计华南地区船舶排放对广东城市冬季地表SO₂浓度的贡献约为4-14%，对一次PM_2.5浓度贡献约为7.5-22%。

       该论文的第一作者是傅宗玫课题组博士毕业生冯旭（现哈佛大学博士后），傅宗玫教授为论文的通讯作者。南科大为论文第一单位。本研究得到了广东省重点领域研发计划、深圳市城市环境健康风险精准测量与预警技术重点实验室、国家自然科学基金等项目的大力支持。计算资源由南方科技大学计算科学与工程中心提供。

       论文链接（复制链接至浏览器可访问）：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.est.3c04155