2020年新冠疫情爆发初期，为了抑制新型冠状病毒的传播，我国采取了限制交通出行、延长春节假期、关闭学校和娱乐场所等社交隔离措施，降低了城市人为活动水平，对大气污染排放和空气质量也产生了重要影响。目前关于新冠疫情对我国污染物排放影响仍存在较大争议，有研究认为疫情防控措施对不同行业、不同污染物的排放均有显著削减作用，也有研究认为仅仅影响交通源和轻工业排放。
近日，我所正高级工程师唐晓课题组在《Atmospheric Chemistry and Physics》上发表论文，该研究依托地球系统数值模拟装置，利用自主研发的大气化学数据同化系统（ChemDAS）和区域高精度大气污染模式，同化融合全国国控站点的近地面污染物监测数据，实现了新冠疫情爆发初期（2020年1月1日~2月29日）全国多污染物排放量的高时频协同反演，获得了氮氧化物（NOx）、二氧化硫（SO2）、一氧化碳（CO）、细颗粒物（PM2.5）、粗颗粒物（PM10）排放的日分辨率反演数据。反演结果显示，新冠疫情爆发初期的社交隔离措施对不同污染物排放的影响具有显著差异，其中氮氧化物排放呈现出与其它污染物不同的排放变化特征，其排放量在采取疫情防控措施后整体下降42.5%，二氧化硫、一氧化碳、细颗粒物和粗颗粒物排放量下降比例则仅有7.9%~12.1%。分析表明，与以往大气重污染应急与重大活动保障采用的多行业减排措施不同，新冠疫情初期采取的社交隔离措施的主要影响是使得交通源活动强度下降至近零水平，从而导致氮氧化物和挥发性有机物（本文未具体讨论）排放量大幅下降。
此外，针对采取社交隔离措施后，北京仍然出现PM2.5超标天、华北地区臭氧浓度出现显著上升的现象，课题组利用反演的排放清单开展模拟分析，对比有社交隔离减排和无社交隔离减排的模拟情景，发现气象条件变化对疫情爆发初期华北地区PM2.5浓度下降的贡献达到90%以上，也是导致北京PM2.5出现超标的主导因子，但是影响臭氧浓度上升的主导因子却不同，氮氧化物排放的大幅下降减弱了对臭氧的滴定作用，对臭氧浓度上升的贡献超过90%。
这一工作通过数据同化定量评估了新冠疫情初期控制措施对我国不同污染物排放量的影响，定量分析了气象因子和排放变化对PM2.5和O3浓度变化的贡献，为理解新冠疫情控制措施对空气质量的影响提供了新的参考。
该论文第一作者为孔磊博士后，通讯作者为唐晓正高级工程师，研究得到了国家自然科学基金（No. 42175132, 41875164, 92044303, 42205119）、中国科学院战略性先导科技专项（No. XDA19040201）和国家重大科技基础设施“地球系统数值模拟装置”的共同资助和支持。
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图1 反演的2020年新冠疫情初期我国氮氧化物、二氧化硫、一氧化碳、细颗粒物和粗颗粒物排放的标准化（排放距平除以排放平均值）逐日变化。
图2 气象（MI）及排放变化（EI）对2020年新冠疫情初期华北地区（本文中包括北京、天津、河北、河南和山东）PM2.5和O3浓度变化的贡献。