Abstrak
Model UNIfied Partitioning-Aerosol phase Reaction (UNIPAR) memprediksi pembentukan aerosol organik sekunder (SOA) melalui partisi multifase dan reaksi fase aerosol dari produk yang diprediksi secara eksplisit dari oksidasi berbagai prekursor. UNIPAR ini diintegrasikan ke dalam model kualitas udara komprehensif dengan ekstensi (CAMx) untuk memprediksi massa dan spesies SOA di Semenanjung Korea selama kampanye Kualitas Udara Korea-AS (KORUS-AQ) pada tahun 2016. CAMx-UNIPAR v1.4 mencakup 10 aromatik, alkana dengan panjang karbon dan rasio percabangan yang berbeda, naftalena, isoprena, terpena, dan seskuiterpena. Simulasi menunjukkan bahwa hampir 70% dari massa aerosol organik di Seoul dikaitkan dengan SOA, dan lebih dari 50% SOA bersifat antropogenik. SOA alkana adalah yang paling menonjol (35%–40%), diikuti oleh SOA terpena (15%–16%) dan SOA aromatik (13%). Selama peristiwa kabut asap, konsentrasi besar SOA terbentuk di kedua lokasi darat dan ketinggian tinggi sebagaimana diukur dari pesawat terbang. SOA aromatik agak sensitif terhadap kelembaban. SOA isoprena rentan terhadap kelembaban, tetapi kontribusinya kecil di Korea Selatan. Di Seoul, tempat NO x kaya, SOA terpena tersimulasi meningkat dengan meningkatnya kadar NO x , tetapi pembentukan SOA antropogenik sedikit menurun. Pola diurnal yang jelas muncul untuk SOA terpena, menunjukkan pembentukan SOA tinggi pada malam hari karena reaksi terpena dengan radikal nitrat untuk membentuk organonitrat yang mudah menguap. Ketinggian pencampuran yang berkurang pada malam hari membatasi konsentrasi prekursor dan radikal di dataran tinggi, dan kondisi ini menekan pembentukan SOA biogenik. SOA antropogenik diproduksi terutama pada siang hari ketika radikal OH melimpah.
Poin-poin Utama
- CAMx-UNIPAR yang memprediksi massa SOA melalui reaksi multifase prekursor menunjukkan sebagian besar SOA (70%) dari total OM selama KORUS-AQ
- Spesies SOA di Seoul didominasi oleh alkana, terpena, dan SOA aromatik dengan sedikit naftalena dan SOA isoprena.
- Pembentukan SOA sedikit meningkat seiring dengan penurunan NO x di Seoul pada kondisi NO x tinggi dan peningkatan kelembaban pada kondisi cerah
Ringkasan Bahasa Sederhana
Aerosol organik sekunder (SOA) terbentuk dari oksidasi atmosfer berbagai hidrokarbon yang berasal dari aktivitas manusia dan sumber biogenik. SOA ini memengaruhi iklim, visibilitas, dan kesehatan kardiorespirasi. Oleh karena itu, aspek-aspek ini membuat analisis dan prediksi SOA dalam model kualitas udara (yaitu, CAMx) lebih penting dari sebelumnya. Dalam studi ini, UNIPAR menangkap pembentukan SOA dari produk organik teroksidasi yang didistribusikan antara fase gas, aerosol organik, dan fase anorganik berair. Prediksi dengan CAMx-UNIPAR v1.4 menunjukkan bahwa hampir 70% dari massa aerosol organik berasal dari SOA di wilayah metropolitan Seoul selama periode kampanye KORUS-AQ. Berdasarkan prediksi model menggunakan CAMx-UNIPAR v1.4, peningkatan produksi SOA yang besar muncul selama peristiwa kabut asap, yang cerah dalam kondisi berkabut, dan simulasi ini sesuai dengan pengukuran di lokasi darat dan ketinggian tinggi seperti yang diukur dari pesawat terbang. Di antara spesies SOA yang disimulasikan, massa SOA terpena meningkat dengan meningkatnya kadar NOx dan didominasi oleh kimia malam hari dengan radikal nitrat. Sebaliknya, SOA antropogenik (yaitu, SOA aromatik, SOA naftalena, dan SOA alkana) terdampak negatif oleh kadar NOx, dan terbentuk terutama melalui oksidasi dengan radikal hidroksil pada siang hari. Spesies SOA utama yang diprediksi di Seoul adalah alkana, terpena, dan aromatik.
