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Accès ouvert déclaré 2025 preprint

Explainable Machine Learning diagnosis of Ozone Formation Sensitivity in China: Spatiotemporal Evolution and Driver Attribution

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract. Accurate diagnosis of ozone (O3) formation sensitivity (OFS) is crucial for effective control strategies, but a long-term, observation-based, interpretable assessment disentangling the roles of meteorology and emissions at the national scale is lacking. This study integrates OMI tropospheric columns of nitrogen dioxide (NO2) and formaldehyde (HCHO) from 2005 to 2023, using the HCHO/NO2 ratio (FNR) as a proxy to track the spatiotemporal evolution of OFS in China. We develop an explainable machine learning framework coupling Random Forest (RF) and SHapley Additive exPlanations (SHAP) to quantify the contributions of meteorology and emissions at regional scales. Our findings reveal a policy-driven phase reversal in OFS: from 2005 to 2012, rising NO2 columns shifted much of China from NOx-limited to VOC-limited or transitional regimes. Post-2013, the Clean Air Actions led to a decline in NO2 and a modest increase in HCHO, triggering a nationwide return to NOx-limited conditions, especially in eastern China. Regionally, the Sichuan Basin (SCB) remained NOx-limited, the Pearl River Delta (PRD) transitioned rapidly to NOx-limited, and the Beijing-Tianjin-Hebei (BTH), Yangtze River Delta (YRD), and Fenwei Plain (FWP) showed gradual shifts from VOC- to NOx-limited regimes. SHAP analysis identifies temperature and surface shortwave radiation as dominant meteorological drivers, while emission patterns vary regionally: non-methane volatile organic compounds (NMVOCs) dominate in BTH, NOx in PRD, and carbon monoxide (CO) amplifies radical cycling in FWP, YRD, and SCB. These results support a “climate-dominated, emission-modulated” framework for OFS restructuring, offering a transferable diagnostic tool for differentiated O3 control strategies.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Explainable Machine Learning diagnosis of Ozone Formation Sensitivity in China: Spatiotemporal Evolution and Driver Attribution
Date Crossref
17/12/2025
Éditeur
Copernicus GmbH
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

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