科学家发现我国雾霾发生新机制

最近，北京师范大学和美国得克萨斯州A&M大学开展了一项合作研究，揭示了区域性烟雾形成的新机制。研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上，对中国和世界发展中国家合理制定减排措施、控制雾霾、改善空气质量、应对气候变化具有现实而有效的理论指导意义。

近年来，虽然中国严重雾霾的发生频率有所下降，但中度/轻度雾霾仍时有发生。如何解释这种烟雾的形成和趋势仍然是我国面临的一个具有挑战性的前沿科学问题。基于上述情况，北京师范大学张芳教授、美国张仁义教授及其合作者针对我国细粒黑碳和气态污染物的高浓度水平，采用长期观测数据、短期强化观测、实验室烟箱模拟和模型计算等多种手段和方法，开展了黑碳颗粒暴露于二氧化硫、二氧化氮和氨的烟箱模拟实验。

研究小组发现，在极低的二氧化硫浓度和中等的大气相对湿度下，该反应可以快速生成硫酸盐，这是PM2.5的主要成分。这种方法在中度/轻度烟雾和重度烟雾期间分别占PM2.5中总硫酸盐含量的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效应和对地球表面的冷却效应，降低了边界层的高度，并加剧了烟雾的发生和发展。然而，增强的大气加热和表面冷却效应几乎可以抵消，因此大气顶部的总辐射力几乎没有变化。

研究表明，近期工业源的减排有效降低了空气中二氧化硫的浓度，但控制二氧化硫只会降低严重烟雾的发生频率，不会消除严重烟雾的发生，也不会降低轻度/中度烟雾的发生频率。研究表明，黑碳和其他气体污染物(如氮氧化物和氨)的排放需要同时控制。

据报道，该研究由国家自然科学基金和科技部国家重点研究发展计划资助。

相关论文信息:https://www.pnas.org/content/early/2020/02/04/1919343117