优秀成果展示——我国大气重污染与天气气候相互作用机制研究
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发布时间：2025/3/15 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2024]018 |
| 评价结果： |
优秀 |
| 成果名称： |
我国大气重污染与天气气候相互作用机制研究 |
| 完成单位： |
中国气象科学研究院、北京大学、中国科学技术大学、南京信息工程大学、清华大学、国家发展和改革委员会能源研究所 |
| 成果形式： |
基础研究类-新原理 |
| 研究领域： |
基础研究 |
| 评价年份： |
2024 |
| 完成人： |
张小曳、仲峻霆、王宏、王志立、张宏昇、袁仁民、冯升波、王亚强、刘洪利、王德英、高志球、李煜斌、贾文星、彭玥、张文杰、邢佳、任燕、吴玲燕、龚山陵、何建军 |
| 成果简介： |
揭示出污染排放稳定时期重污染形成和累积的机制、以及污染累积阶段爆发性增长双向反馈控制机制。雾-霾数值预报系统和化学天气预报系统取得良好的国家级业务应用和示范推广效应。优化的中国气象局雾霾数值预报业务模式CUACEV2.0较原模式对2019全年24小时预报 TS 评分均有所提升，尤其针对中度和重度污染等级的预报效果改善明显。对于TS评分：全国轻度污染从0.13 提高到 0.20（TS评分提高约 54%），中度污染从0.05提高到0.09（TS评分提高约74%），重度污染从0.06提高到0.095（TS 评分提高约58%）。发表高质量论文 77 篇。科技部综合绩效评价中取得 96 分的优异成绩。
发表高质量学术论文77篇，形成系统创新、业务应用成果，成果发挥了重要的引领和推动作用。
率先揭示气候年代际变暖与北京周边地区气溶胶污染的关联机制，量化得出气候变暖对大气污染有影响、但没有起到主导作用、污染排放依然是主因的重要结论。将以全球变暖为特点的气候变化的年代际和年际变化与局地污染气象状况PM2.5污染建立了机制的理解和定量联系，指出全球变暖会导致更容易出现不利气象条件。
率先发现我国华北主要城市的气溶胶污染，通常包括初期和后期两个阶段。不利气象条件是初期污染出现的必要外部条件。当污染累积到一定程度后进入后期，揭示出气溶胶会使气象条件进一步恶化，湍流下降、边界层高度会压缩到污染初期的约1/3，并系统论证和提出了这一污染与不利气象条件的双向反馈是PM2.5浓度短时间内至少翻倍的爆发性增长的主控机制，而不是因为排放突然增加、化学转化加速或区域输送，提出控制我国现今大气气溶胶重污染形成、维持及PM2.5爆发性增长的双向反馈机制。
2017年率先在我国JMR 期刊发表封面文章，于2017-2020 年间又在本领域重要期刊（ACP、STE、AR等）发表系列论文，系统论证了“双向反馈机制”，2018至2020年各有1篇入选 ESI 高被引论文，1篇入选第六届中国科协优秀科技论文遴选计划优秀论文，首发“双向反馈机制”论文后相关研究内容论文逐步攀升，显示在此方向的推动作用。2020 PNAS文章评价“研究清楚地阐述气溶胶-辐射-湍流-边界层相互促进的正反馈循环构成了一种自增机制，促使PM2.5 在近地层持续累积”。成果还被Nature作为研究亮点报道，被Nature、Nature Geoscience、Nature Climate Change、Science Advances、PNAS 及领域国际权威学者文章评述，被IPCC 1.5 度特别报告引用。
我国大气污染的规模、程度和复杂性在全球具有独特性，受到政府高度关注，鲜有国外的成功治理经验可以借鉴。
该项成果立足我国大气污染的特色和发展态势，在国际上率先突破了大气重污染形成的天气-化学双向耦合机制，揭示了边界层内大气污染物爆发性增长的内在驱动因子。成果促进了大气化学、气象学和气候学的交叉领域学科进展，是国际大气污染领域最新进展的重要组成部分。该项成果揭示了我国大气重污染的成因新机制，成为国家和区域遏制和消除大气重污染的科学基础。成果形成的双向反馈机制、阈值、静稳指数、化学天气系统等已经推广到国家级、省市级等业务和环保部门及空军应用，在重污染影响评估、污染来源示踪评估、大气污染减排措施评估和多模式集合与机器学习预报系统等方面发挥了引领和示范作用。
成果成为总理基金“大气重污染成因与治理”攻关计划的关键理论支撑之一获“优秀”评价，曾作为重要成果向张高丽副总理做了汇报； 成果还应用于中国工程院组织的对“大气国十条”各项措施效果评估报告，在国家和重点区域大气污染防治工作中发挥了重要作用。在蓝天保卫战三年行动计划中为大气重污染应急预案的制定提供了重要的理论指导。 |
