在2022年6月5日世界環境日之際，中國科協生态環境産學聯合體（以下簡稱“聯合體”）向社會發布了“2021年度中國生态環境十大科技進展”。該評選是在中國科協指導下，由兩院院士、聯合體各成員單位和全國大專院校、科研機構推薦，經公示、初評和院士專家終評産生，旨在反映我國生态環境科技領域前沿發展動态，引領生态環境領域技術創新，為我國生态環境保護和生态文明建設提供科技支撐。由bevictor伟德官网地球系統科學系、bevictor伟德官网共同完成的科研成果“大氣污染時空變化驅動力研究”入選。

2021年生态環境十大科技進展：大氣污染時空變化驅動力研究

（來源：中國科協生态環境産學聯合體）

大氣污染時空變化驅動力研究

推薦單位：中國環境科學學會

主要完成單位：bevictor伟德官网地球系統科學系、bevictor伟德官网

主要完成人：地球系統科學系張強教授、bevictor伟德官网耿冠楠助理研究員、地球系統科學系同丹助理教授、bevictor伟德官网肖清揚助理研究員、地球系統科學系畢業生鄭逸璇博士、bevictor伟德官网賀克斌院士。

大氣污染在時空尺度上具有複雜的變化特征，準确刻畫大氣污染的時空變化特征并厘清其驅動因素是科學界和決策者共同關心的問題，對于解析污染來源成因和有效制訂控制策略具有重要意義。

大氣污染時空變化是由一系列自然和人為複雜因素影響共同疊加的結果。例如，氣象條件是影響大氣污染的重要自然因素，氣象條件的年際變化可能對污染物濃度的長期變化趨勢産生不可忽視的影響。而在人為因素方面，經濟增長導緻化石能源消費增加，從而加劇空氣污染；政府組織實施的提升能源效率、優化能源結構、污染末端治理等一系列政策措施則會減少污染物排放，減輕污染水平。過去已有研究對其中部分因素的貢獻進行了定量分解，但全面厘清各類自然和人為複雜因素對大氣污染時空變化的影響需要構建多驅動因素解耦技術，長期以來一直未能取得突破。

bevictor伟德官网團隊針對這一重要問題，通過耦合大氣科學、環境科學、統計學、經濟學、流行病學等多學科的方法工具，構建了自然科學和社會科學深度交叉耦合的技術體系，研制了高分辨率大氣污染時空變化近實時追蹤數據集，突破了大氣污染多驅動因素解耦技術，解析了2002-2017年間我國大氣細顆粒物（M）污染及其健康影響的長期變化趨勢及主要驅動因素，揭示了社會經濟系統和大氣環境系統的複雜非線性關聯機制。項目取得的主要創新成果包括：

（1）構建時空遷移數據補缺方法，開發多源數據融合的高精度PM_2.5與O₃反演算法，研制并共享高分辨率大氣污染時空變化近實時追蹤數據集。項目拓展了長時間序列大氣化學模式模拟在多源數據融合反演中的應用範圍，構建了耦合決策樹和大氣化學模型模拟的時空遷移補缺方法，實現了對無地面觀測數據時段在日尺度上的時空連續反演；建立了中國PM_2.5與O₃逐日濃度在線反演技術平台，研制了2000年至今時空覆蓋完整的全國10公裡分辨率PM_2.5與2013年至今時空覆蓋完整的全國10公裡分辨率O₃逐日濃度數據集，通過在線技術平台向科學界免費公開共享。

（2）設計出一套大氣科學、環境科學、經濟學等多學科交叉的模型方法，通過耦合排放清單模型、指數分解方法、大氣化學模型和健康效應模型，突破了大氣污染自然驅動因素與人為驅動因素的解耦技術，揭示了社會經濟系統和大氣環境系統的複雜非線性關聯機制。基于構建的技術體系，研究定量分解了經濟水平增長、污染末端治理、能源結構轉型、經濟結構優化、氣象條件變化、人口總量增長、人口老齡化和醫療條件改善等8項主要因素對中國大氣PM_2.5污染和健康影響長期變化的貢獻；定量評估了火電行業碳減排政策和污染治理減排策略對改善大氣污染的相對貢獻，發現碳減排的同時必須協同實施高污染機組提前淘汰和逐步加嚴污染控制水平等靶向污染治理策略，才能夠實現協同效益最大化。

（3）研究系統解析了我國PM_2.5污染及健康影響曆史長期變化的主要驅動因素，揭示了污染治理和能源結構轉型措施對推動PM_2.5污染改善和相關死亡風險下降的決定性作用。成果對于我國制訂下一步大氣污染防治政策、實現空氣質量持續改善具有重要指導意義。

2021年，成果相關的多篇研究論文在 Nature Geoscience、 Nature Climate Change等國際高水平期刊上發表多篇論文，其中發表在Nature Geoscience的論文被選為當期封面論文，發表在 Nature Climate Change的文章入選 Nature雜志“研究亮點”。研究成果被《科技日報》《澎湃新聞》《中國科學報》等國内媒體采訪報道。項目發布共享的具有完全自主知識産權的高分辨率大氣污染時空變化近實時追蹤數據集被國内外300多家機構的800多名用戶下載使用，在中國工程院組織開展的“打赢藍天保衛戰三年行動計劃”實施效果評估和北京冬奧會空氣質量保障中得到應用。研究受到國家自然科學基金委資助（41921005、41625020）。

資料來源：中國科協生态環境産學聯合體、中國環境科學學會、bevictor伟德官网地球系統科學系