尋找天空通透之路

儘管霧-霾常常遮天蔽日，對其開展科學研究卻仍要從構築最堅實的地基做起，這就是中國氣象科學研究院大氣成分研究所的日常工作：對包括污染物在內的大氣成分進行深入探究。

大氣成分種類非常多，氣象專家關注的主要是溫室氣體、氣溶膠和反應氣體。「大氣中的二氧化碳成分相當穩定，能存在一兩百年。也就是說，目前大氣中仍有發達國家工業發展階段排放的溫室氣體，這也是發展中國家在氣候變化談判中的重要籌碼。」中國氣象科學研究院大氣成分研究所副所長王亞強表示。

今年9月，大氣成分研究所承擔的科技部重點研發計劃項目——我國大氣重污染累積與天氣氣候過程的雙向反饋機制研究啟動。通過該項目，專家希望揭示我國大氣重污染形成累積的天氣促發因子、長期變化及其與氣候變化的聯繫，並獲得區域污染和氣象要素變化之間的定量關係。

小到提高霧-霾預報準確率，大到充分利用氣象科技進行大氣污染防治，乃至回答大氣污染與氣候變化的協同效應等重大問題，該項目都能提供系統、獨立的科技支撐。

「對我國大氣成分進行大範圍、長期觀測，並結合數值模擬研究其排放、輸送、分布、沉降機制，及其對我國的天氣、氣候、生態系統、人體健康、環境以及工農業的影響，進而預測其未來的變化與發展趨勢是大氣科學迫切需要解決的問題，也是大氣成分研究所的使命。」王亞強表示，既要沉浸於科學研究，又要腳踏實地將科研轉化為預報和服務能力。

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以科研項目支撐科學研究

霧-霾與氣溶膠有何關係？氣溶膠混合會導致霾成分發生怎樣的變化？污染物如何形成惡性循環？這些關乎霧-霾形成發展機理的重要問題，其答案就在大氣成分研究所的多個重點項目中。

「中國大氣氣溶膠及其氣候效應的研究」「氣溶膠-雲-輻射反饋過程及其與亞洲季風相互作用」「夏季南亞高壓區臭氧和水汽的時空變化及其向平流層輸送的物質通量」「中國典型地區雲繫結構與輻射氣候效應研究」……項目支撐起大氣成分研究所的科研工作。

上海藍天（圖片源自網路）

大氣成分研究所的研究結果系統揭示了我國大氣氣溶膠化學成分時空分布、長期變化、理化-光學特性，率先闡明了這些科學結論：我國氣溶膠濃度偏高，霧-霾區域性分布加重；老化階段70%的氣溶膠與兩種或三種其他來源的氣溶膠混合，非均相反應使霧-霾成分更加複雜；一定氣象條件下大量氣溶膠形成雲霧，且受化學組成影響大；霾-霧形成後，大氣層結更加穩定，導致污染「惡性循環」；在我國的大氣氣溶膠中，二次氣溶膠佔有相當大的比例，並主導著PM2.5等細氣溶膠粒子的組成。

大氣成分研究所還積极參加國家和氣象行業標準的制定。「不僅要建立觀測系統，還要制定觀測方法和標準。」王亞強告訴記者，目前，該所已經完成了《沙塵暴天氣監測規範》《酸雨觀測規範》兩項國家標準的制定，完成了《本底大氣二氧化碳濃度瓶採樣測定方法-非色散紅外法》《大氣黑碳氣溶膠觀測-光學衰減方法》等9項行業標準的制定，另有《氣溶膠觀測術語》等近20個行業標準正在制訂和審核過程中。

廣州藍天（圖片源於網路）

「科研是一個開放的領域，大氣成分研究所的973項目以及其他大的課題都是與中科院、高校的相關研究機構合作完成的。」王亞強說。

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以科技成果轉化提高服務能力

「北京及鄰近地區空氣質量優良，能見度較高，大氣擴散條件較好，污染物累積不明顯，外界向北京輸送的污染物較少。京外減排措施對北京PM2.5降低的貢獻較少，不大於2微克/立方米。」在中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利70周年紀念活動環境氣象預報服務中，大氣成分研究所的評估報告成為重要的決策依據。

如今，製作霧-霾預報的主力「中國霧-霾數值預報模式系統（CUACE/Haze-fog）」，便是由大氣成分研究所研製。

該系統的核心是以能見度為指示的霧-霾數值預報，其中對能見度的影響既包括氣溶膠本身的作用，還有氣溶膠參與形成雲霧的貢獻；系統還可以輸出PM2.5、各主要氣溶膠化學組分及其前體物濃度以及常規天氣要素的數值預報產品。

北京藍天（圖片源自網路）

2012年9月，該系統成功移植到國家氣象中心，並於2014年10月通過中國氣象局的業務化評估。此後，該系統成功推廣到新疆、浙江、遼寧、廣東等省 （自治區）氣象局，為我國霧-霾預報業務提供了科技支持。在APEC會議、中國人民抗日戰爭暨世界反法西斯戰爭勝利70周年紀念活動等重大活動氣象保障中，系統均發揮了重要作用。

據不完全統計，近年來，大氣成分研究所提供各種決策服務材料100多份，內容涉及溫室氣體、光化學污染、酸雨、氣溶膠、沙塵暴、核應急、火山噴發影響等。

「人才就是生產力。」王亞強表示，今後，大氣成分研究所將大力加強團隊建設和人才培養，繼續開展氣溶膠及其前體物的觀測研究，重點關注霧-霾形成、變化機制中的科學問題，加強環境氣象模式的研發，進一步提高科技成果轉化能力。

作者 | 簡菊芳 編輯 | 王亮

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