在我国大气污染治理进入深水区的背景下,一项突破性研究为解析自然源与人为源污染的复合作用机制提供了关键线索。
由南京信息工程大学领衔的科研团队经过长期观测分析,首次系统阐明了沙尘暴影响地表臭氧浓度的双重作用路径,这项具有里程碑意义的研究成果已于近期在国际顶尖学术期刊《科学进展》发表。
研究团队基于2015-2024年间我国北方地区12次典型沙尘暴过程的观测数据,结合卫星遥感和数值模拟技术,发现沙尘暴期间地表臭氧浓度普遍下降20%-35%的异常现象。
通过创新研发的数据解析方法,科学家成功区分出气象条件变化与气溶胶化学作用的相对贡献,证实沙尘粒子对臭氧的直接影响占比达到58%-72%。
深入机理分析表明,沙尘暴对臭氧的影响呈现"双重抑制"特征:一方面,沙尘气团导致大气能见度骤降,使太阳辐射强度减弱40%-60%,直接抑制了光化学反应速率;另一方面,沙尘颗粒表面发生的非均相化学反应,显著加速了臭氧及其前体物活性氮氧化物、自由基的消耗过程。
特别是在我国华北、西北地区,这种作用可使臭氧生成效率降低30%以上。
该研究具有重要的现实意义。
随着全球气候变化加剧,近五年蒙古高原沙尘活动频率同比上升18%,我国北方春季沙尘日数增加12%。
传统污染治理模式往往忽视自然源与人为源的协同作用,这项研究为完善"天地一体"的污染防控体系提供了理论支撑。
研究建议,在制定臭氧污染防治策略时,应建立沙尘活动预警响应机制,优化区域联防联控方案。
展望未来,科研团队计划将研究范围扩展至整个东亚季风区,并着手构建沙尘-臭氧相互作用模型。
这项突破不仅深化了对大气复合污染形成机制的认识,更标志着我国在环境科学研究领域正从跟跑向并跑、领跑转变,为全球大气环境治理贡献中国智慧。
沙尘暴既是自然过程,也是影响大气化学平衡的重要变量。
把自然源扰动纳入臭氧治理与空气质量评估的“必选项”,既有助于看清污染变化的真实成因,也有利于提升协同治理的精准度与韧性。
面向更复杂的复合污染形势,科学认识与有效应对自然源过程,将成为推动空气质量持续改善的重要一环。