中国气象学会2016年度大气科学基础研究成果奖推荐成果简介.PDF

附件3 中国气象学会2016 年度 大气科学基础研究成果奖推荐成果简介 成果1：大气污染及相关化学过程对气溶胶和云微物理特征的影响 主要完成人：马建中、颜鹏、陈跃、刘红杰、任丽红 主要完成单位：中国气象科学研究院、中国环境科学研究院 推荐单位：中国气象科学研究院 申报等级：一等奖 成果简介： 首次在华北典型污染地区开展了主要气态污染物、气溶胶和云的 飞机综合观测试验，率先在华北及其它典型污染地区及背景地区开展 了大气气溶胶化学成分、气溶胶亲水增长特性、气溶胶光学特性及各 种反应性气体的系统观测试验，研究了我国典型区域大气污染的特征 和形成机制，研究了大气污染对低空大气氧化能力的影响，研究了非 均相化学过程对二次气溶胶形成的影响，研究了大气污染对气溶胶亲 水增长和光学特性的影响，研究了气溶胶污染对云微物理特征的影响 及气溶胶间接辐射强迫效应。主要的科学发现是： （1）研究发现重污染导致大气“霾-云”现象。（i）揭示了大气 霾-云的微物理特征：即非降水层状云中混有高浓度的气态污染物、 气溶胶粒子和小尺度云粒子。（ii）揭示了大气霾-云的形成机制:研 究发现输送到华北污染地区的沙尘气溶胶被污染氧化过程形成的酸 性物质覆盖，生成众多大粒径的CCN，从而使云在较低大气过饱和度 甚至欠饱和度下形成。（iii）揭示了大气霾-云的辐射强迫效应:研究 发现污染地区云滴相对离散度随云滴数浓度的升高显著减小这一新 的规律，并得出考虑了云滴谱分布的变化会增加气溶胶一次间接辐射 强迫效应这一新的结论。 （2）研究发现华北中心地区低层大气汇集着高浓度的气态污染 物和气溶胶颗粒物，较高浓度水平的OH 自由基会将大气中挥发性气 体氧化成低挥发性的无机酸或含氧有机物，加速非均相化学反应引起 的气-粒转化过程，提出了华北地区低空具有“大气污染氧化池”的 作用这一新的学术观点。 （3）研究发现华北城市地区大气气溶胶具有强的辐射吸收能力， 人为污染不仅增加气溶胶含量，还由于其较强的亲水增长能力对大气 消光起主要作用。硫酸盐、硝酸盐等可溶性无机成分有利于气溶胶的 吸湿增长，而大多数情况下京津地区有机气溶胶相对含量增加对气溶 胶亲水增长主要起抑制作用。 （4）研究发现华北典型污染地区上空自由对流层超细粒子浓度 明显高于边界层内的超细粒子浓度，沙尘暴期间大气中仍会产生一定 量的新粒子。沙尘表面的非均相化学过程对污染地区对流层HOx 自由 基和臭氧生成有重要影响。研究发现硝酸盐粗粒子主要是通过硝酸蒸 汽在矿物气溶胶表面的非均相反应形成。 （5）研究揭示了中国区域大气污染的特征及光化学烟雾和雾- 霾污染的内在联系，指出大气污染及相关的光化学和非均相化学过程 会改变气溶胶和云的微物理特性，从而进一步对天气、气候和环境产 生影响。本研究受到国内外同行的较大关注和正面评价，所选的 20 篇主要论文均被SCI 收录，他人SCI 论文引用有370 次。本研究对大 气化学-气溶胶-云相互作用领域的研究进展有学术贡献，对深入开展 我国雾-霾的成因和控制对策研究也有科学参考价值。 成果2：北方重点城市空气污染的光学特性与气象成因及健康影响研 究 主要完成人：王式功、辛金元、尚可政、冯鑫媛、王敏珍 主要完成单位：成都信息工程大学、中国科学院大气物理研究所、兰州大学 推荐单位：成都信息工程大学 申报等级： 一等奖 成果简介： 随着我国工业化、城市（群）化进程的加快，大气污染已成为制 约我国经济发展和影响广大民众健康生活的重大环境问题。虽然空气 污染起因于污染物的过量排放，但其污染浓度的变化则主要取决于城 市上空边界层大气对污染物的稀释扩散能力，而其扩散能力又与气象 条件息息相关。因此，从污染气象条件入手探讨城市空气污染的成因， 研究其光学特性，探析其对居民健康的影响，寻求行之有效的预报和 防控方法，对于防治城市空气污染，保障重大活动期间大气质量控制 目标的实现，避免空气污染事件的发生，减轻其对人群健康的危害都 具有重要的科学价值和现实意义。本项研究成果始于20 世纪80 年代 末，以探析我国第一个发现光化学烟雾污染的兰州市空气污染及其气 象成因为切入点，在多项国家自然科学基金面上项目、优青基金项目、 973 项目、863 项目及甘肃省地方项目的共同资助下，主持建立了中 国区域太阳分光光度计观测网，相继开展了兰州地区城市尺度和华北 城市群尺度的大气污染特征、光学特性及其污染气象成因等的系统观 测与研究；