中国科学报 | 大气污染驱动因子的理化过程相互作用探究

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作者：甘晓    来源：中国科学报   发布时间：2025/8/25

全面认识大气污染物的驱动因子是对其进行准确预报、精准控制的重要科学基础。这需要深入探究大气污染物水平传输和垂直扩散的特征，同时亟须评估水平传输与垂直扩散的相对贡献及其相互作用，并进一步思考在跨区域背景下如何协同治理、优化防控策略。

在国家自然科学基金重大研究计划“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”的支持下，我国多个科研团队对大气污染的动力驱动因子与理化过程相互作用进行了探索。

为揭示大气复合污染的气候背景和关键动力驱动因子，科研人员厘清了重污染静稳天气发生的大尺度环流特征，构建重霾天气指数——HWI，发现全球变暖增加了华北重霾频率和持续时间。这项研究明确了导致华北重霾污染的关键天气型，阐明年际尺度上华北重霾污染的重要气候因子以及环流配置关系，为重霾天气的中长期预测提供科学支撑。

在此基础上，他们阐明了理化过程相互作用对边界层及静稳天气的影响。科研团队发现，黑碳气溶胶影响大气边界层的“穹顶效应”可加剧超大城市霾污染，揭示了气溶胶-边界层相互作用的独特机制并量化其非线性贡献。

同时，通过发展先进垂直探测技术，科研团队深化了对理化过程作用机制的认识。科研团队研发了国际领先的“系留型超大载荷浮空器探测平台”，探空高度从1公里提升到3公里，从载重5公斤提升至载重1.5吨，搭载的仪器也从便携式传感器变成多套质谱同步的先进设备。这一平台的研发实现了全大气边界层理化参数高分辨率原位“靶向”测量。

利用这一先进平台，科研人员组织实施了多期外场协同观测试验，获得我国东部城市群区域大气复合污染理化过程相互作用机制的若干新认知。

结合前述理论认识和测量结果，研究发现，水平跨区域长距离传输实际受垂直气溶胶-边界层相互作用反馈增强影响。科研人员据此提出跨区域精准协同减排的重污染天气应对新思路。