基于涡度相关法，我们在中国的首都北京首次同时观测了夏季二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）和臭氧（O₃）的垂直交换通量，从长时间序列来看，城市均为CO₂、CH₄及N₂O的源，而为O₃的汇。日尺度上，CO₂的日变化模态没有呈现明显的双峰型，日变化线程（6.05~19.66µmol·m⁻²·s⁻¹）总体小于之前在北京的观测结果，这反映了中国近年来采取的一系列减污降碳措施带来的成效；甲烷通量的日变化模态与CO₂相似，从5:00左右迅速上升，在12:00左右达到峰值152.15nmol m⁻² s⁻¹，17:00之后开始缓慢下降,我们观测中甲烷通量较大的日较差表明北京并不仅存在天然气这一种主导排放源，废水在日间较高的排放导致白天甲烷通量高于夜间；与CO₂和CH₄不同，N₂O呈现弱排放特征，尽管其白天通量高于夜间，但不存在显著的日变化规律，这体现了城市N₂O来源的复杂；O₃通量的日变化趋势与边界层结构演变高度吻合，次峰值-12.52nmol·m⁻²·s⁻¹出现在夜间稳定边界层与上部残留层迅速混合的8:00，峰值-15.21nmol·m⁻²·s⁻¹出现在日间对流边界层充分发展的15:00，随着日落的降临，O₃垂直交换强度减弱。选取摩擦风速u*、感热通量、O₃浓度以及NO₂浓度等指标，分析了其与臭氧传输通量的关系，臭氧传输通量在摩擦风速不超过0.6m/s的阈值时与其呈现正相关，而在水平输送占主导时呈现负相关；日尺度上臭氧浓度与通量较高的相关性（R=-0.46）表明臭氧浓度越高，臭氧垂直交换强度往往也越大，这体现了空间上协同减排的重要性。感热通量作为自由对流尺度速度的指标与臭氧通量之间呈现正相关，而与近地面NO₂呈现负相关（R=0.31），可能原因为强湍流作用促进了近地面NO₂的扩散，高空的NO₂不断得到补充促进了高空臭氧的生成，而强湍流作用加强了上边界层臭氧的下混。不同风向上CO₂、CH₄、N₂O通量的空间分布反映了其来源方面的信号，密布了大量公园和自然景点的塔北侧出现了所有观测物种的极小值，这表明即使对于重要来源为土壤的N₂O而言，人为排放的贡献亦要重要得多，但是土壤对于N₂O的排放贡献依旧不可被忽略，因为在其极大值方向（105°-135°）N₂O通量与温度的相关性检验结果显著且较高（R=-0.51），CO₂与CH₄通量与温度在所有方向并未发现任何相关性。CH₄与CO₂的通量分布十分类似，体现了两者较强的同源性，譬如天然气泄露，此外，显著的南高北低空间分布特征呼应了北京的污染格局，鉴于CO₂通量与颗粒物浓度的高度相关性，CH₄通量亦可作为表征地区人为源污染的合理指示剂。

垂直交换,痕量污染气体,温室气体