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北师大李占清团队在PNAS上发表文章发现促使我国雾霾发生的新机制

 

210日在《美国科学院院报》(Proceedings of the National Academy of the Sciences of the United States of AmericaPNAS)上发表北师大李占清团队与美国Texas A&M University张人一团队的合作研究,揭示区域雾霾形成的新机制,与驱动我国雾霾的长期趋势和辐射强迫变化的主要原因。

近几年,虽然我国重度雾霾发生频率减少,但中/轻度雾霾仍然频频发生。如何解释这种雾霾的形成与趋势,仍然是我国所面临的具有挑战性的前沿科学问题。基于上述现状,研究者们利用长期观测资料及短期强化观测、实验室烟雾箱模拟以及模型计算等多种手段和方法,针对我国高浓度水平的细颗粒物黑碳和气态污染物,开展了将黑碳颗粒暴露在大气中最常见的二氧化硫SO2、二氧化氮NO2和氨NH3中的烟雾箱模拟实验。研究团队发现在极低的SO2浓度和中等大气相对湿度下该反应就可快速生成PM2.5中的主要成分硫酸盐。通过这种途径对中/轻度雾霾和重度雾霾期间PM2.5中硫酸盐总量的贡献分别达到了90-100%30-50%。此外,这种机制增强了黑碳气溶胶对大气的加热和对地表的冷却效应,降低边界层高度,加剧雾霾的发生和发展。但因增强的大气加热和地表冷却效应几乎可抵消,对大气层顶的总辐射强迫几乎无改变。研究表明,近期国家对工业源减排有效的减少了空气中SO2的浓度, 但控制SO2仅减少重度雾霾的发生频率,不会根本消除重度雾霾的发生与减少轻/中度雾霾发生的频率。指出需同时控制黑碳以及其他气体污染物(如氮氧化物和氨等)的排放。

该研究成果对我国及世界发展中国家合理制定减排措施以治理雾霾、改善空气质量及应对气候变化均具有切实有效的理论指引意义。 本研究得到国家自然科学基金等项目资助。

文章链接https://www.pnas.org/content/early/2020/02/04/1919343117