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科学家发现我国雾霾发生新机制

2020/2/25 14:14:51   中国科学报       人气:1457

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        近日,北京师范大学与美国得州农工大学开展合作研究,揭示了区域雾霾形成的新机制。该成果发表于美国《国家科学院院刊》,对我国及世界发展中国家合理制定减排措施以治理雾霾、改善空气质量和应对气候变化具有切实有效的理论指导意义。

        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,仍然是具有挑战性的前沿科学问题。北师大团队成员张芳教授、美国得州农工大学张人一教授及其合作者,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二氧化硫、二氧化氮和氨中的烟雾箱模拟实验。

        研究团队发现,在极低的二氧化硫浓度和中等大气相对湿度下,该反应可快速生成PM2.5中的主要成分硫酸盐。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%和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以抵消,因此对大气层顶的总辐射强迫几乎没有改变。

        研究表明,近期工业源减排有效减少了空气中的二氧化硫浓度,但控制二氧化硫仅减少了重度雾霾的发生频率,不会根本消除重度雾霾的发生及减少轻/中度雾霾发生的频率。同时,须控制黑碳以及其他气体污染物(如氮氧化物和氨等)的排放。