人民網(wǎng)北京12月31日電 （記者趙竹青）據(jù)國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)網(wǎng)站消息，南京信息工程大學(xué)張運(yùn)江副教授研究團(tuán)隊(duì)與海外合作者，在沙塵暴通過(guò)氣象擾動(dòng)與大氣多相化學(xué)過(guò)程耦合作用研究方面取得進(jìn)展。研究成果以“沙塵暴擾動(dòng)臭氧生成與損耗化學(xué)過(guò)程引發(fā)的大范圍地表臭氧降低”為題，于2025年5月7日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊上。

近年來(lái)，在自然源與人為源污染疊加背景下，我國(guó)大氣污染呈現(xiàn)出更加復(fù)雜的演變特征。作為典型的自然源污染事件，沙塵暴導(dǎo)致大氣顆粒物濃度顯著升高，但其與人為排放污染物之間的相互作用及對(duì)臭氧污染的影響機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)綜合運(yùn)用長(zhǎng)期地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)、數(shù)值模擬技術(shù)，系統(tǒng)分析了我國(guó)典型沙塵暴過(guò)程中地表臭氧變化特征及其主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素。

研究發(fā)現(xiàn)，沙塵暴發(fā)生期間，多地地表臭氧濃度出現(xiàn)顯著下降，表明沙塵過(guò)程對(duì)近地面光化學(xué)環(huán)境具有重要擾動(dòng)作用。為定量區(qū)分氣象擾動(dòng)與沙塵氣溶膠化學(xué)作用對(duì)臭氧變化的相對(duì)貢獻(xiàn)，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于人工智能的觀測(cè)數(shù)據(jù)解析方法，在突發(fā)且持續(xù)的沙塵污染背景下，實(shí)現(xiàn)了臭氧變化驅(qū)動(dòng)因素的有效分離。結(jié)果表明，沙塵暴一方面通過(guò)削弱太陽(yáng)輻射、降低光解速率抑制臭氧生成，另一方面通過(guò)非均相反應(yīng)增強(qiáng)臭氧及其前體物的化學(xué)損耗。結(jié)合大氣化學(xué)模式模擬，進(jìn)一步量化了沙塵粒子對(duì)臭氧、活性氮氧化物（如N2O5）以及自由基（如HO2）等關(guān)鍵物質(zhì)的吸收過(guò)程，明確了非均相化學(xué)反應(yīng)在沙塵暴期間臭氧損耗中的重要作用，該機(jī)制在我國(guó)春季沙塵頻發(fā)的北方地區(qū)尤為顯著。

研究指出，在氣候變化與人類(lèi)活動(dòng)的共同影響下，近年來(lái)蒙古國(guó)及我國(guó)西北地區(qū)的沙塵暴發(fā)生頻率呈現(xiàn)明顯回升趨勢(shì)。沙塵過(guò)程不僅顯著影響區(qū)域空氣質(zhì)量，還可能通過(guò)遠(yuǎn)距離輸送調(diào)節(jié)更大尺度的大氣氧化性與光化學(xué)平衡。研究成果凸顯了在臭氧污染防治中統(tǒng)籌考慮自然源過(guò)程的重要性，為深化對(duì)沙塵氣溶膠與臭氧相互作用及其氣候環(huán)境效應(yīng)的認(rèn)識(shí)提供了新的科學(xué)依據(jù)，也為進(jìn)一步優(yōu)化臭氧與顆粒物協(xié)同治理策略提供了理論支撐。