全球许多重要的经济中心和人口密集区位于海岸带，其具有特殊的地理和经济特征。同时，海岸带作为陆地与海洋相交的环境敏感区，拥有如盐沼、红树林等独特生态系统。海岸带地区的大气污染可直接影响人类健康，及通过干湿沉降作用影响生态系统物质循环。二氧化氮（NO2）作为形成臭氧等污染物的前体物，其浓度的增减对地面臭氧和PM2.5的形成有直接影响。研究海岸带地区大气NO2长期变化趋势，能够提高我们对空气污染形成机制和影响的理解，也是制定有效环境政策、保护公共健康和生态系统的基础，可为实现可持续发展和提高生活质量提供科学依据。
本研究以典型海岸带地区对流层及地表NO2浓度的长期变化趋势为研究对象，通过地面测量和卫星遥感数据，深入探讨了全球三个高NO2浓度沿海地区（中国中东部、西欧及美国中东部）2004至2013年的变化趋势。
图1 大气对流层NO2垂直柱浓度年际平均值分布（2005-2022）
研究结果表明，由于环保政策的实施等因素，中国中东部地区对流层NO2浓度呈现出由增到减的变化趋势，转折点发生在2011年。美国中东部及西欧在研究期内均为下降趋势，但下降幅度表现为由快到慢，且整体浓度远低于中国中东部地区。对研究区对流层NO2浓度季节变化分析表明，通常在冬季达到最高值，这与取暖措施及有利于污染物累积的气候条件有关。
图2 OMI对流层NO2柱浓度变化趋势（2004年10月至2023年5月）
(a)中国中东部，(b)西欧，(c)美国中东部
论文通过多个地面观测网分析了地表NO2浓度变化，结果表明，2014至2022年研究区地表与对流层NO2浓度变化一致，均变现为降低趋势，但中国中东部地区超过82.8%的站点NO2浓度超过30 μg m-3，显著高于西欧（12.8%）和美国中东部（3.8%）。通过分析地表NO2浓度的日变化，发现白天NO2浓度明显低于夜间，峰值出现在夜间的08:00和20:00左右，而最低浓度出现在夜间的12:00左右。这些研究结果明确了环境政策对NO2浓度的影响，确定了有针对性的污染控制的关键区域，增强了我们对全球高污染地区NO2动态的认识。
图3 不同地面NO2浓度区间站点分布统计结果
(a)中国中东部，(b)西欧，(c)美国中东部
图4地面NO2浓度日变化规律（2020年）
(a)中国中东部，(b)西欧，(c)美国中东部
该工作以“Long-term variations and trends of tropospheric and ground-level NO2 over typical coastal areas”为题发表在Ecological Indicators上。中国科学院烟台海岸带研究所为论文第一完成单位，田信鹏助理研究员为论文第一作者和通讯作者。研究得到国家自然科学基金（42206240，42177089）、山东省自然科学基金（ZR2020QD055）和研究组群项目（YIC E351030601）等项目的资助。
链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X24006204
