清华大学研究揭示大气污染与气候变化新关联

大气污染和气候变化是长期以来备受关注的全球性问题，对生态系统和人类健康有着深远影响。但你有没有想过，这两个环境议题之间是否有一些此前未曾发现的关联？

在第54个世界环境日到来之际，清华大学深圳国际研究生院副教授郑博带领的国际研究团队在《自然》发表研究成果，创新性地提出了减污和降碳的融汇，为“减污降碳”赋予了全新内涵，也为气候与环境政策研究提供了独特视角和启发。

一次研究“反转”带来意外惊喜

郑博团队的新发现是其在2023年3月的一项研究成果的“番外篇”。

彼时，该研究团队揭开了影响全球气候变暖的一大“隐形杀手”——野火的神秘面纱，启发人们在“碳中和”目标的实现与气候政策的制定过程中，不可忽视自然因素的影响，对森林野火现象应予以更多重视。

基于这一研究成果，团队计划继续聚焦综合评估野火碳循环及其对大气环境与全球气候的影响。

“甲烷是引起气候变化的全球第二大温室气体。”郑博解释道，“大气中甲烷被消耗的过程被称为甲烷的汇，全球约90%的甲烷汇由羟基（OH）自由基所贡献。”

OH自由基是大气中甲烷的“清除剂”，准确理解甲烷消耗过程及其调控机制是开展气候变化研究和治理的关键。

“野火燃烧产生的主要空气污染物之一是一氧化碳，而一氧化碳会和甲烷‘抢夺OH自由基，大量增多的一氧化碳排放理论上会刺激甲烷浓度上升。”带着这个预想，郑博团队开始了初步分析。

然而，模型实验结果却给出了完全不一样的答案——甲烷浓度的变化非常微弱。

研究表明，西伯利亚这种高纬度地带的森林野火尽管排放了大量的一氧化碳，但该区域OH自由基浓度却很低，即便有所消耗，对全球甲烷收支大局的影响也非常微弱。

基于这一出乎意料的发现，团队有了新的研究灵感——既然2021年野火对甲烷的影响甚微，为何不拓宽研究领域，不局限于野火和仅一年的时间维度，开展关于全球长时间尺度OH自由基全方位影响因素的综合评估研究呢？

“我们希望从全球尺度出发，以更广阔的维度和视角探索过去20年各类大气活性成分（包括但不限于各种空气污染物、水蒸气等）对OH自由基和甲烷消耗速度的影响。”郑博说。

他表示，以往对甲烷损耗路径研究的视角较为局限。此次团队另辟蹊径，通过研究甲烷损耗路径与空气污染的交互作用过程，进而有了新的洞察。

污染和气候的治理并非毫无关联

研究发现，甲烷“清除剂”——OH自由基的生成和损耗受大气中强化学反应活性的气体影响，而这些活性气体的主要来源之一，正是与人类生产生活及人群健康息息相关的空气污染物。

“有些空气污染物会加速甲烷的损耗。在大气污染治理的过程中，当人们想减少某一种空气污染物，但没有考虑该污染物对甲烷损耗的作用时，可能会间接导致甲烷损耗速度降低，进而引起大气甲烷浓度上升。这就启发了决策者和施策者在顶层设计中不可顾此失彼，要做到减污降碳协同兼顾，这对我们来说是一个新的启示。”郑博说道。

该发现为大气科学领域两个重要概念——大气污染与气候变化找到了一个新的重要“连接点”，系统阐述了全球尺度上空气污染物如何影响甲烷的损耗及其源汇收支变化趋势，揭示了实施空气质量和气候政策时，需要综合考虑两者之间的协同效应。

OH自由基前体物驱动的全球对流层OH自由基浓度和甲烷汇的变化清华大学

郑博强调，以往的研究往往是不同的学术群体分别在空气污染和气候变化两个领域中开展。“这项发现为研究者提供了一个新的观察视角，启发人们在治理空气污染的同时，要兼顾气候变化方面的潜在关联效应。”

深度“对话”才能打开自然“盲盒”

气候变化与环境治理如同医生给病人治病，在对不同器官、不同病症进行诊断时，如果忽视某些组织的内在协同联系，就有可能在治疗中顾此失彼，甚至产生“副作用”。充分了解不同器官和组织的内在联系，结合多领域的专家“会诊”，才能更好地“对症下药”。

郑博说，气候与环境领域的许多研究工作都在潜移默化中帮助人类更好地认识世界和改造世界，研究者通过与大自然的一次次深度“对话”，不断打开自然界中的一个个“盲盒”。正是研究过程中一个违背直觉的新发现，为团队的研究方向点亮了新的灯塔，进而才有了新的研究角度。

他表示，这项关于大气甲烷“清除剂”的研究，从发现到理解，由果追因，既是2023年“野火”研究以来不断追踪溯源、穷理致知的见证，也是在多领域多要素跨界交叉、形成系统机理的创新成果。