• 关键词：卫星遥感  氮氧化物  高精度反演  排放强度  时空变化

• 基金项目：环保部公益性科研项目（No.201509004）；国家自然科学基金项目（No.41571130032，91744310，41575034）

• 李言顺
• 清华大学地球系统科学系, 北京 100084

• 郑逸璇
• 清华大学地球系统科学系, 北京 100084

• 刘梦瑶
• 北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871

• 郑博
• 清华大学环境学院, 北京 100084

• 王婷
• 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029

• 同丹
• 清华大学地球系统科学系, 北京 100084

• 粟京平
• 北京市环境保护监测中心, 北京 100048

• 王普才
• 1. 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029;2. 中国科学院大学, 北京 100049

• 林金泰
• 北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871

• 张强
• 清华大学地球系统科学系, 北京 100084

• 摘要：基于POMINO AMFv6反演构架和高分辨率WRF-CMAQ模拟资料重构DOMINO v2大气质量因子，开发了京津冀地区高精度NO₂对流层垂直柱浓度卫星数据，并结合反演模型分析了研究区域2011-2017年NO₂柱浓度及重点城市NO_x排放强度的时空演变.2011-2017年间，京津冀地区NO₂柱浓度在北京-天津-唐山及石家庄-邢台-邯郸形成两个核心污染高值区，保定、廊坊、秦皇岛、沧州和衡水分布于东南部的污染背景中，构成污染次高值区，而位于西北部的张家口和北部的承德相对较为清洁，仅在对应的市辖区出现局地污染峰值.京津冀地区柱浓度平均水平在2011-2017年间下降了27.2%.2011-2013年间北京、天津、唐山和石家庄市的NO_x平均排放强度分别为108.3、139.5、241.4和178.6 mol·s^-1，而2015-2017年间下降至98.0、108.2、197.6和85.8 mol·s^-1.基于卫星遥感手段的综合分析表明，2011-2017年期间京津冀地区NO_x污染状况得到明显改善，但各个城市的改善程度存在差异，其中北京、唐山NO₂柱浓度降幅明显低于污染核心高值区的其他城市，在下一阶段制订治理方案时应重点考虑.

• Abstract：Nitrogen oxides play key roles in tropospheric chemistry and have adverse effects on human health. In this work, we develop an improved product of NO₂ tropospheric vertical column densities (TVCDs) over the Beijing-Tianjin-Hebei (BTH) region based on the operational OMI NO₂ product from KNMI. In the improved product, air mass factors for converting slant columns to vertical columns are calculated using simulated NO₂ profile, pressure, temperature and relative humidity at a horizon resolution of 4 km×4 km. The product is then used to reveal the spatiotemporal variation of NO₂ TVCDs over the BTH region, and is fitted with a parameterized two-dimensional gaussian function to assess NO_x emission changes over BTH region. Two hotspots of NO₂ pollutions are observed over two city clusters, Beijing-tianjin-tangshan and Shijiazhuang-xingtai-handan. Elevated NO₂ TVCDs are also observed over the Baoding, Langfang, Qinhuangdao, Cangzhou and Hengshui city. Averaged NO₂ TVCD over the BTH region decreased by 27.2% from 2011 to 2017. The fitted NO_x emission rates over the Beijing, Tianjin, Tangshan and Shijiazhuang city decreased from 108.3, 139.5, 241.4, 178.6 mol·s^-1 during 2011-2013, respectively, to 98.0, 108.2, 197.6, 85.8 mol·s^-1 during 2015-2017. Reduction rates of NO₂ TVCDs in Beijing and Tangshan city are lower than other cities during 2011-2017, indicating that stricter controls are required in the future.

• Key words：satellite observation  nitrogen oxides  high-precision inversion  emission intensity  spatiotemporal variation

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