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美國科學院院刊發表我國北方重霾成因論文
2019-04-16| 编辑: | 【 】【打印】【關閉

  2019415日,以中科院地球環境研究所安芷生院士領銜的研究團隊,在美國科學院院刊(PNAS)在線發表了我國北方重霾形成機制的重要綜述論文,這也是安芷生院士2016年入選美國科學院外籍院士的就職文章。 

  重霾汙染在我國北方冬季時有發生,且持續時間長、覆蓋範圍大,對空氣質量和人體健康均有重要影響。重霾汙染因其成因複雜,涉及學科領域廣,目前對其成因尚存爭議。這一論文在全面總結大氣化學與物理、氣象、氣候等領域灰霾研究最新進展基礎上,從排放源、灰霾形成、發展和消散過程中的化學物理機制、以及與氣象和氣候的相互作用角度,率先指出人爲排放與大氣過程之間的相互協同效應是重霾形成和發展的關鍵,初步厘清了我國北方重霾成因研究思路和今後研究重點。

  

  WRF-Chem模式模擬農業氨排放所産生二次氣溶膠對PM2.5貢獻:A-D分別代表25%50%75%100%氨的模擬結果。 

  該文系統闡述了我國北方冬季重霾的幾項關鍵成因:一是冬季燃煤和生物質燃燒等居民取暖導致的汙染物排放增強;二是PM2.5化學形成與轉化,特別是排放到大氣中的活性氣態物質(包括揮發性有機物、二氧化硫、氮氧化物、氨氣)通過大氣化學反應和物理過程轉化爲二次有機氣溶膠與二次無機氣溶膠對重霾的重要貢獻,其中農業氨排放對PM2.5的貢獻最高可達30%;三是氣象和氣候條件變差,包括氣溶膠輻射雲相互作用引起的大氣邊界層變薄、大氣穩定度增加、相對濕度增加等,北極海冰融化、青藏高原地形地貌、厄爾尼諾(ENSO)等因素也通過改變東亞冬季風及中高層西風環流等氣候背景影響重霾事件發生。同時文章也對當前灰霾研究的難點、不確定性及氣象氣候貢獻等熱點問題進行了述評,並展望了未來研究重點,特別強調了需要重視重霾演化過程中二次汙染物形成的關鍵化學物理機制以及灰霾汙染與氣象氣候條件的互饋機制。 

  該文還指出開展灰霾形成機制的基礎研究對制定有效合理公共政策的重要性,這對改善灰霾汙染預警預測,制定合理有效的減排政策,提高公衆環境保護意識均有重要意義。

東亞冬季風和中高層西風環流氣候背景影響我國北方重霾汙染的示意圖:包括北極海冰融化、西伯利亞高壓、青藏高原地形地貌、厄爾尼諾(ENSO)等影響因素。

  該研究得到大氣重汙染成因與治理攻關項目(DQGG0104DQGG0105)、国家自然科学基金委、黄土与第四纪地质國家重點實驗室项目(SKLLQGZD1701)Robert A. Welch基金(A-1417)的資助。 

文章鏈接:“Severe haze in Northern China: a synergy of anthropogenic emissions and atmospheric processes,” by Zhisheng An et al., PNAS, 2019, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1900125116.

  

  


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