近日,我校大气科学学院符淙斌院士团队通过与香港理工大学、山东大学、芬兰赫尔辛基大学以及法国科学院的合作,在Nature出版集团旗下杂志《Scientific Reports》发表题为“Polluted dust promotes new particle formation and growth”的论文(论文链接:Nie, W. et al. Polluted dust promotes new particle formation andgrowth. Sci. Rep. 4, 6634; DOI:10.1038/srep06634 (2014).)。该项研究发现,大气中的沙尘颗粒在与化石燃料燃烧排放的人为污染物混合后,可以在光照条件下有效促进新的超细气溶胶颗粒的形成和增长。
目前已有的气溶胶理论认为,大气中高浓度的颗粒物的存在会抑制新粒子的生成及其在大气中的增长过程,然而该项研究基于衡山2009年春季的观测数据发现,在沙尘期间可以同步观测到较频繁的新粒子生成现象,同时这些纳米级超细粒子可以快速长大。通过结合拉格朗日传输数值模拟和化学成分分析,研究发现相关过程主要是由于沙尘传输过程中与化石燃料燃烧排放的人为污染物混合后,这些“污染”的沙尘在光照条件下发生非均相光化学催化反应,产生额外的大气自由基,将更多的二氧化硫氧化生成气态硫酸以及更多的高挥发性有机物氧化成低挥发性有机物,从而导致了快速的新粒子生成和增长。结果研究表明沙尘等矿物气溶胶可以实质性地影响大气的氧化能力(自由基收支)、促进细颗粒的生成、同时对成云过程(云凝结核和冰核收支)有重要影响。相关发现可以为理解沙尘等自然气溶胶的区域乃至全球环境和气候效应提供新的认识。
该论文第一作者为我校大气科学学院专职科研队伍助理研究员聂玮博士,丁爱军教授为论文第一共同通讯作者。该项研究的观测数据来源于科技部973项目《中国酸雨沉降机制、输送态势及调控原理》2009年春季在衡山的观测试验,研究工作受国家自然科学基金、科技部973项目、江苏省杰出青年基金等项目和江苏省气候变化协同创新中心的资助。 (大气科学学院)