从雾霾笼罩到蓝天白云ღ✿,中国大气污染治理的成功离不开科学的力量ღ✿。美国彭博社曾评价ღ✿:“中国7年的空气污染治理相当于美国30年治理的成果ღ✿。”
面对空气污染治理ღ✿、气候变化应对等事关我国社会经济发展的重大环境挑战ღ✿,国家自然科学基金委员会(以下简称自然科学基金委)组织专家进行了深入讨论ღ✿,并于2015年启动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”(以下简称重大研究计划)ღ✿。2024年底凯时尊龙ღ✿,重大研究计划已完成评估并获得了全优的评价ღ✿。
近期ღ✿,在接受《中国科学报》采访时ღ✿,作为重大研究计划指导专家组组长ღ✿,中国科学院院士ღ✿、北京大学环境科学与工程学院教授朱彤感到欣慰ღ✿:“重大研究计划显著提升了我国大气污染研究领域的科研实力ღ✿,并将前沿探索与国家需求无缝对接ღ✿,为我国打赢蓝天保卫战提供了坚实的科学支撑ღ✿。”
20世纪末ღ✿,我国大城市机动车数量激增ღ✿,许多车辆缺乏有效排放控制ღ✿,行驶时“看得见黑烟ღ✿、闻得到气味”ღ✿。同时ღ✿,冬季取暖用煤也加剧了空气污染问题ღ✿。
身在北京的中国工程院院士唐孝炎深感忧虑ღ✿。基于对英国伦敦和美国洛杉矶大气污染案例的研究ღ✿,她意识到北京可能同时遭受燃煤型烟雾和光化学烟雾的双重污染ღ✿。
1997年ღ✿,唐孝炎在国际上率先提出“大气复合污染物”概念ღ✿。在她的引领下ღ✿,国内学者不断深化这一概念ღ✿、丰富其内涵ღ✿,让其在近20年后依然具有鲜活的生命力ღ✿,成为重大研究计划在科学上的理论起点ღ✿。
朱彤指出ღ✿,大气复合污染中的细颗粒物不仅来自直接排放ღ✿,更通过与其他气态污染物反应生成二次污染ღ✿,涉及复杂的自由基化学过程ღ✿。这类污染还随大气输送在区域尺度上扩散累积ღ✿,多种物质相互作用ღ✿、动态演变ღ✿,呈现出复杂的物理化学特征ღ✿。
2012年至2013年间ღ✿,我国经历了大范围ღ✿、长时间ღ✿、高浓度的大气细颗粒物(PM2.5)灰霾污染事件ღ✿,其所带来的健康和环境风险受到全社会的高度关注ღ✿。我国迅速采取一系列措施ღ✿,包括首次将PM2.5纳入环境空气质量标准ღ✿、启动“中国大气污染防治行动计划”(以下简称“大气十条”)等ღ✿。
“学术界有一个很强烈的感受ღ✿,大气污染治理绝非易事ღ✿,其背后涉及诸多科学问题需要深入探讨和研究ღ✿,迫切需要深入的科学研究提供支撑ღ✿。”朱彤介绍ღ✿。
在这样的背景下ღ✿,2014年1月ღ✿,自然科学基金委召开了由8个学部联合举办的双清论坛ღ✿。朱彤受邀召集专家ღ✿、组织会议ღ✿。重大研究计划正是从那次论坛中酝酿而生凯时尊龙ღ✿。
随后ღ✿,经过多轮科学凝练ღ✿,重大研究计划于2015年正式启动ღ✿。指导专家组认为ღ✿,研究将围绕大气复合污染的前沿科学问题ღ✿,目标是构建系统性的“大气复合污染理论框架”ღ✿,提出控制我国大气复合污染的创新性思路ღ✿。
值得称道的是ღ✿,唐孝炎始终高度关注并参与重大研究计划川合里美ღ✿,初期深入参与研讨与设计ღ✿,后期虽年事已高ღ✿,仍以不同方式持续关心和支持ღ✿,并作为项目负责人承担了重大研究计划创新性设立的一个科普项目ღ✿。今年6月ღ✿,在重大研究计划完成评估半年后ღ✿,93岁的唐孝炎逝世ღ✿。回忆恩师ღ✿,朱彤难以忘怀ღ✿:“她曾在不同场合为我们点赞ღ✿,给予我们极大鼓励ღ✿。”
重大研究计划的三大核心科学问题为ღ✿:大气复合污染的来源识别技术原理与应对机制ღ✿、大气复合污染生成的关键化学过程以及大气物理过程与大气复合污染的生成ღ✿。为此ღ✿,全国30多家单位ღ✿、1000余名科研人员开展了联合攻关ღ✿。
在面向该领域的学术前沿方面ღ✿,过去围绕概念模型的讨论主要关注由化学反应构成的复合污染体系ღ✿,新构建的理论框架则首次将大气物理过程与化学过程的相互作用纳入其中ღ✿、有机融合凯时尊龙ღ✿,形成了完整ღ✿、系统的理论框架ღ✿。
“这在此前的研究中是从来没有的ღ✿。”朱彤倍感自豪ღ✿。这一理论框架重塑人们对大气复合污染的认知范式ღ✿,深刻地体现了基础研究在推动科学思想变革中的关键作用ღ✿。
在理论框架创新的基础上ღ✿,重大研究计划在研究手段和方法上也进行了大胆突破针对研究数据质量不高ღ✿、难以获得等问题ღ✿,建立了向全球开放的“中国大气复合污染综合数据共享平台”ღ✿,其规模之大ღ✿、种类之全前所未有ღ✿,增强了科学研究的透明度ღ✿;针对我国该领域长期存在的模型“孤岛”问题ღ✿,构建了中国首个开源共享模式“排放与大气过程集成耦合通用模式EPICC”ღ✿,从源代码起全面开放ღ✿,推动了该领域的科研范式从“小作坊式”向开放协同转变ღ✿;针对大气垂直观测对先进且复杂的高精尖仪器的迫切需求ღ✿,研发了“系留型超大载荷浮空器探测平台”ღ✿,可将数百公斤甚至一吨的大型ღ✿、先进仪器送入高空ღ✿,实现对不同高度大气成分的实时ღ✿、连续ღ✿、精准测量ღ✿。
同时ღ✿,边界层物理与化学过程相互作用ღ✿、自由基化学等前沿领域的一系列新概念ღ✿、新机制和新发现不断涌现ღ✿,许多突破性进展源于中国的观测与研究ღ✿,由中国科学家率先提出ღ✿。
“一系列创新成果让我国在该领域的学术研究如虎添翼ღ✿,实现了从跟跑到领跑的跨越式发展川合里美ღ✿。”朱彤指出ღ✿。
从论文数量来看ღ✿,过去10年间ღ✿,中国科学家发表的大气污染相关研究论文呈指数级增长ღ✿。在此之前ღ✿,中国学者为主或参与发表的论文占全球比例不足10%ღ✿,如今已超过40%ღ✿。
“你会发现ღ✿,无论在哪个国家举办的国际大气环境领域的学术会议ღ✿,几乎都是中国的主场ღ✿。”朱彤说ღ✿,“中国科学家作报告的人数也常常接近一半ღ✿。”
多项关键政策建议被国家及时采纳并产生重大影响ღ✿。其中ღ✿,朱彤团队关于“分区域精确制定氨减排计划”的研究论文在美国《国家科学院院刊》发表后ღ✿,提出的相关建议得到党中央高度重视ღ✿,推动相关部门将氨减排纳入“十四五”规划ღ✿。
另一项重要成果聚焦港口城市的船舶排放ღ✿。在我国大气污染治理初期重点关注机动车ღ✿、燃煤电厂及工业排放源时ღ✿,清华大学环境学院教授刘欢团队前瞻性地意识到船舶排放对沿海城市空气质量可能带来的显著影响ღ✿。他们通过先进方法构建的高精度船舶排放源清单ღ✿,首次系统揭示了船舶污染的时空分布特征及其在区域污染中的贡献ღ✿,其研究成果和政策建议被交通管理部门采纳ღ✿。
在指导专家组看来ღ✿,这在很大程度上得益于“边产出ღ✿、边应用ღ✿、边反馈ღ✿、边完善”的科研工作模式ღ✿,通过关键会议ღ✿、媒体报道ღ✿、信息报送等方式实现了科研与决策之间的良性互动ღ✿,推动科研成果快速转化为治理实践ღ✿。
专家们还看到ღ✿,公众对雾霾的广泛关切甚至焦虑已经成为重要的社会议题ღ✿,成为国家发展进程中必须回应的现实挑战ღ✿。
“以科普的方式能够让社会公众相信ღ✿,科学研究可以解释他们关心的问题川合里美ღ✿,更能为治理提供坚实支撑ღ✿。这种双向沟通满足了公众强烈的学习意愿ღ✿,会显著提升传播效果ღ✿。”朱彤表示ღ✿。
为此凯时尊龙ღ✿,重大研究计划一开始就设立“培育项目”支持科普项目ღ✿,由唐孝炎牵头实施ღ✿。在专家们看来ღ✿,她对大气污染领域有着全面而深刻的理解ღ✿,是一位极具魅力的演讲者和优秀的教师ღ✿,擅长将复杂的科学问题深入浅出地讲清楚ღ✿。她严谨ღ✿、认真的态度也让人深信ღ✿,她能高质量地完成这项工作ღ✿。
据统计ღ✿,“培育项目”共产出8个专访和62个科研成果视频解读ღ✿,最终累计覆盖受众超千万人次ღ✿,产生了广泛而深远的社会影响ღ✿。
在重大研究计划的推进过程中ღ✿,一大批青年人才在科研实践中迅速成长ღ✿,逐渐成为大气环境研究领域的中坚力量ღ✿,成为蓝天保卫战的主力军ღ✿。例如ღ✿,共有5位指导专家组成员当选为中国科学院院士或中国工程院院士ღ✿,超过40位青年骨干获得国家各类重要项目支持ღ✿,并培养了900多名博士ღ✿、硕士研究生ღ✿。
重大研究计划构建了以重点项目为核心的“项目群”模式ღ✿,布局46个重点项目ღ✿。其中ღ✿,30%的重点项目由40岁以下青年学者主持ღ✿,他们在解决实际问题的过程中取得了突出成果ღ✿,学术能力得到快速提升ღ✿。
2016年ღ✿,39岁的南京大学大气科学学院教授丁爱军获得重点项目资助ღ✿。他对《中国科学报》说ღ✿:“在承担这个项目的过程中ღ✿,我逐渐形成了自己的特色研究方向ღ✿,即聚焦空气污染与气象之间的双向相互作用ღ✿。”
2021年至2023年ღ✿,丁爱军进一步获得集成项目支持ღ✿,旨在对中国东部的超大城市群开展大气的立体探测川合里美ღ✿。“这一大型科学实验提升了我的组织协调能力ღ✿,对我个人以及整个团队来说川合里美ღ✿,都是非常宝贵的经验ღ✿。”他强调ღ✿。
2024年ღ✿,丁爱军获得由世界气象组织ღ✿、欧洲气象学会等七家单位联合颁发的“Zilitinkevich奖”ღ✿。这一奖项是大气科学和海洋科学中边界层研究领域的权威奖项ღ✿,此前的获奖者均为该领域内资深且年龄较大的学者ღ✿。
清华大学地球系统科学系教授张强也是其中之一ღ✿。2017年ღ✿,刚刚40岁的张强获得关于中国大气污染源排放清单的集成项目资助ღ✿。“我深感幸运凯时尊龙ღ✿,能将个人的科研兴趣与专业所长融入中国大气污染治理这一波澜壮阔的实践之中ღ✿。”张强告诉《中国科学报》ღ✿。
与全国优秀科研骨干开展“大兵团作战”的协同攻关让张强深有感触ღ✿。“不同领域的专家之间围绕同一个科学问题深度交流与相互学习ღ✿,是单打独斗式的科研难以企及的ღ✿。”他说ღ✿。
张强带领团队以技术创新绘制出迄今国际上最完整凯时尊龙ღ✿、最详细的中国大气污染源排放清单ღ✿,开发了全国公里级分辨率排放清单数据产品ღ✿,成果直接应用于国家清洁空气行动计划顶层设计ღ✿、实施跟踪与效果评估ღ✿。
目前ღ✿,张强活跃在国际学术舞台上ღ✿,担任全球排放研究计划科学指导委员会委员和中国工作组联合主席ღ✿。“我们计划向全球南方国家分享基础研究支撑决策的中国方案ღ✿,积极帮助其提升大气污染治理能力ღ✿。”他表示ღ✿。
虽然重大研究计划已经结束ღ✿,但指导专家组仍强调ღ✿,研究成果要“留得下ღ✿、用得着ღ✿、传得开”ღ✿。面向未来ღ✿,在持续改善空气质量的国家重大需求下ღ✿,仍有诸多深层次科学问题尚待解决ღ✿。对此ღ✿,朱彤相信ღ✿:“我们在方法凯时尊龙ღ✿、平台和数据方面的积累ღ✿,将成为应对这些挑战的重要基础ღ✿。”本科生ღ✿,研究生ღ✿。研讨会ღ✿,尊龙凯时人生就是搏ღ✿,尊龙AG人生就是博科学研究ღ✿,
