基于地闪定位资料的中国地区闪电产生氮氧化物量的估算

郭凤霞

氮氧化物（NO_X：NO+NO₂）作为大气中的重要痕量气体，通过控制O₃和OH，对大气化学和气候变化有着重要影响。对流层上部的NO_X主要是由闪电产生，然而闪电产生NO_X (LNO_X) 量的不确定性最大。目前，国外已开展了很多相关方面的研究工作，而国内相关的研究很少，不同研究者采用的方法不同，选取的参数不同且参数取值不同，从而造成估算的结果相差很大。因此，有必要对中国地区闪电产生的NO_X（LNO_X）量的估算方法及结果进行进一步的探讨。

郭凤霞教授团队利用2016∼2018年的中国地闪定位资料，根据每个地闪的回击数、每次回击的峰值电流和假设的地闪击穿电压，估算了每个地闪的能量，通过地闪频次结合云地闪比率估算了云闪频次，结合假设的每个云闪的能量，估算了中国的正、负地闪和云闪产生的NO_X。总体来说，不同类型的闪电产生的NO_X量有差异，正地闪产生的NO_X最少，负地闪和云闪产生的NO_X相当（图1）。本研究估算的中国地区总LNO_X在0.157∼0.321 (Tg(N)/y）之间，基本处于国内估算结果范围的偏大值（表1）。

该研究对更准确地估算中国地区LNOX的总量提供了参考。该工作近期发表在Advances in Atmospheric Sciences上。

论文信息：

Li Qi, Guo Fengxia*, Ju Xiaoyu, Estimation of Lightning-Generated NOX in China based on Cloud-to-Ground Lightning Location Data, Advances in Atmospheric Sciences., 2023, 40, 129–143. doi: 10.1007/s00376-022-1329-6.

图1 2016–2018年中国地区云闪和正负地闪产生的NO量及其占总LNO量的百分比月变化

表1  本研究与其它学者对中国地区LNOX年总产量估算的比较