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中国科学院 守望天空，【中国科学报】铁塔之下( 二 )


“三条凳子腿是大气化学、大气边界层物理和生物地球化学 ， 三条腿融合基础研究和应用基础研究 ， 独立又紧密交叉 ， 共同支撑起了整个板凳面——大气环境学 。 ”郑循华说 。
凭借着这一独特的学科交叉优势 ， 充分利用理论研究、实验室模拟试验、野外立体综合观测实验、卫星遥测以及数值模拟等多种研究手段 ， 大气边界层物理和大气化学国家重点实验室在大气边界层物理、大气化学 ， 以及碳氮生物地球化学循环研究领域持续保持着领先优势 。
同时 ， 实验室也是国内唯一一家从微观到宏观全链条布局的大气科学实验室 ， 无论是一个小小的湍流 ， 还是全球大气输送；无论是分子尺度 ， 还是全球尺度 ， 实验室都有人在做 。
“我们实验室一开始就是这样布局的 ， 人不多 ， 但布局的面特别广 ， 要保证每个方向都有人 。 无论经费状况、需求情况如何‘风云变幻’ ， 我们始终要对这几个方向稳定支持 ， 让大家能坐得住冷板凳 。 ”王自发坦言 ， “大气科学的热点一直在不断地变化 ， 前几年是黄沙 ， 这几年是雾霾 。 我们实验室要做的就是无论国家遇到了什么事 ， 都能马上顶得上去、扛得起来 。 ”
2008年 ， 北京奥运会召开在即 ， 北京的空气质量问题成为全球瞩目的焦点 。 当时国际上有人质疑 ， 中国是否有能力进行空气质量的短期数值预报 ， 而国际奥委会也一度想将奥运会期间的空气质量预报工作交与外国团队来做 。
奥运会是中国人民盼了多少年的大事 ， 岂能把空气质量预报交给别人？这对于王自发和他的同事来说是不可接受的 。 于是 ， 大气边界层物理和大气化学国家重点实验室临危受命 ， 扛下了建立北京空气质量预报预警模式的紧急任务 。
北京奥运会开幕前4个月 ， 实验室研发的世界上首套“空气质量多模式集合预报业务系统”投入业务运行 。 在奥运会期间 ， 这套系统成功预报了未来72小时的空气质量 ， 为中国赢得了全世界的尊重 。
让王自发这个实验室主任深感自豪的是 ， 对于这套模式系统 ， 实验室是从建模、基础研究、野外实验 ， 到业务化、产业化全部打通的 。 正是这种“一个都不能少”的策略 ， 让实验室在面对国家需求的时候 ， 能够以最快的速度做出响应 ， 在应对急难险重任务时 ， 能够更加从容不迫 。
经过多年的业务化实践 ， 这套系统逐步推广开来 ， 被广泛采用 ， 成为国家环境质量预报预警中心、七大区域中心、20多个省级中心和50多个市中心的核心预报工具 ， 支撑建立了国家、区域、省、城市空气质量预报预警业务化体系 ， 为上海世博会、广州亚运会、南京青奥会、APEC会议、9·3大阅兵、G20杭州峰会等国家重大活动的空气质量保障及打赢蓝天保卫战提供了核心支撑 。
“人人都能当家做主”的实验室
2020年席卷全球的新冠病毒将很多人留在了家里 ， 但大气边界层物理和大气化学国家重点实验室副主任、大气所研究员孙业乐却一直没闲着 。
他注意到了一件不同寻常的事：“新冠病毒的传播极大减少了人们的户外活动 ， 进而导致世界范围内人为排放大气污染物显著减少 。 然而 ， 一些特大城市的空气质量并未因为人为排放的降低而得到预期改善 ， 重污染事件仍有发生 。 ”
为了探究疫情期间人为排放变化对大气污染的影响 ， 孙业乐和他的学生对2020年1~3月份北京颗粒物化学组分和来源进行了深入分析 。 他们发现 ， 在过去近10年间 ， 大气污染前体物的变化导致了颗粒物化学组分的变化 ， 而气态前体物浓度的降低和大气氧化性的增强反而促进了二次气溶胶组分的形成和转化 ， 这意味着我国未来大气二次污染的治理仍面临着较大挑战 。
对于雾霾的深刻理解 ， 孙业乐认为要归功于实验室良好的学术氛围 。 “当时雾霾刚成为热点 ， 大家都只是关注热点 ， 但王自发老师高瞻远瞩 ， 把实验室不同领域的年轻人组合起来 ， 让我们搞交叉研究 ， 结果确实取得了很多重要的科学发现 。 这种学术自由、重视交流的氛围 ， 对我们年轻人的帮助很大 。 ”


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