溫室氣體和大氣污染物無(wú)形無(wú)跡、難以捉摸。要想精準(zhǔn)施策、科學(xué)開(kāi)展氣候環(huán)境治理，首先必須有一份摸清排放家底的精準(zhǔn)“賬本”。
2020年，國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目“大氣成分變化及氣候環(huán)境影響”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)項(xiàng)目）啟動(dòng)。清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系一支匯聚了大氣科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)等多學(xué)科骨干力量的科研隊(duì)伍集結(jié)成立。
在項(xiàng)目的支持下，科研團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了高分辨率溫室氣體和大氣污染物排放數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上揭示了氣候變化與空氣污染的協(xié)同應(yīng)對(duì)機(jī)制及減排策略，為減污降碳協(xié)同應(yīng)對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求提供了科技方案。2025年，該項(xiàng)目完成結(jié)題驗(yàn)收。
“基礎(chǔ)研究應(yīng)當(dāng)始終緊盯國(guó)家需求，為解決實(shí)際問(wèn)題提供科學(xué)支撐?！苯眨袊?guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系教授張強(qiáng)告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“正是這樣的初心，讓我們能在一個(gè)方向上堅(jiān)持多年，取得了一系列理論與應(yīng)用成果。”
原創(chuàng)理論孕育中國(guó)方案
治理大氣污染，首先要“摸清家底”。過(guò)去，人們往往只看到哪里污染嚴(yán)重，卻難以明確是誰(shuí)排污、排了多少。因此，要開(kāi)出精準(zhǔn)藥方，就必須將模糊的定性判斷轉(zhuǎn)化為精確的定量數(shù)據(jù)，搞清污染物在時(shí)空上的具體分布與結(jié)構(gòu)。
早在2016年，張強(qiáng)就在青年科學(xué)基金項(xiàng)目（A類(lèi)）資助下，圍繞人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的大氣污染源排放展開(kāi)研究。這些工作主要聚焦于定量分析復(fù)雜的人類(lèi)活動(dòng)到底釋放了多少污染物，不同部門(mén)和行業(yè)的排放構(gòu)成如何，它們?cè)跁r(shí)空上呈現(xiàn)怎樣的分布特征。
針對(duì)全國(guó)范圍各類(lèi)排放源構(gòu)成復(fù)雜、體量巨大的特點(diǎn)，張強(qiáng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了大氣成分源排放精細(xì)化動(dòng)態(tài)表征技術(shù)體系，建立了中國(guó)大氣污染物高分辨率排放清單數(shù)據(jù)庫(kù)。這一數(shù)據(jù)庫(kù)在技術(shù)層面顯著提升了我國(guó)大氣污染源排放表征能力，應(yīng)用層面則為精準(zhǔn)治污提供了決策依據(jù)。
氣候變化與空氣污染存在“同根同源”的關(guān)系?！斑@兩個(gè)問(wèn)題都主要源自化石燃料的燃燒與利用過(guò)程。該過(guò)程既產(chǎn)生二氧化碳，又排放各類(lèi)污染物?！睆垙?qiáng)介紹，“像中國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家往往同時(shí)面臨治理空氣污染和應(yīng)對(duì)氣候變化的壓力，如何統(tǒng)籌考慮不同大氣成分的氣候環(huán)境效應(yīng)，走出一條溫室氣體和大氣污染協(xié)同治理的道路，是廣大發(fā)展中國(guó)家共同面臨的重大課題?！?/p>
針對(duì)這一國(guó)際公認(rèn)的前沿方向缺乏系統(tǒng)完善理論體系的現(xiàn)狀，張強(qiáng)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)決定迎難而上。“我們瞄準(zhǔn)‘大氣成分變化及氣候環(huán)境影響’這一主題，申報(bào)創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目，致力于提出一套由中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)的減排路徑。”
恰逢2018年《打贏(yíng)藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動(dòng)計(jì)劃》頒布實(shí)施，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)深刻認(rèn)識(shí)到，攻克這一科學(xué)前沿問(wèn)題與國(guó)家重大戰(zhàn)略需求高度契合?；貞?yīng)國(guó)家呼喚、勇?lián)蒲兄厝?，成為團(tuán)隊(duì)共同的信念?！拔覀兤谕岢鲂碌臏p排路徑，為氣候治理與空氣質(zhì)量改善提供關(guān)鍵的科學(xué)支撐。”
2020年，項(xiàng)目正式啟動(dòng)實(shí)施。
學(xué)科交叉破解復(fù)雜問(wèn)題
面對(duì)如此復(fù)雜的問(wèn)題，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)深知單一學(xué)科難以勝任?！耙嬲龑?shí)現(xiàn)協(xié)同治理，光懂自然科學(xué)不夠，還得算好經(jīng)濟(jì)賬?！睆垙?qiáng)解釋道，“同樣的減排措施，在不同地區(qū)、不同行業(yè)實(shí)施，成本差異巨大。如果不考慮經(jīng)濟(jì)效益，政策就難以落地?！?/p>
該項(xiàng)目為跨學(xué)科組隊(duì)攻關(guān)提供了良好平臺(tái)。張強(qiáng)作為學(xué)術(shù)帶頭人，特意從海外高水平機(jī)構(gòu)邀請(qǐng)具有氣候變化經(jīng)濟(jì)學(xué)背景的關(guān)大博和劉竹“入群”，并與清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系從事氣候模擬的羅勇、林巖鑾等學(xué)術(shù)骨干聯(lián)合，組建起這支多學(xué)科融合的隊(duì)伍。
張強(qiáng)還記得項(xiàng)目申請(qǐng)答辯時(shí)一位評(píng)委的犀利提問(wèn)：“你們對(duì)中國(guó)的問(wèn)題研究得很好，但這套體系放到全球是否依然適用？”正是這一問(wèn)，促使團(tuán)隊(duì)深思基礎(chǔ)研究成果如何從立足中國(guó)邁向服務(wù)全球。
幾年來(lái)，在項(xiàng)目支持下，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)圓滿(mǎn)完成了既定研究任務(wù)，相關(guān)成果取得了前沿性的科學(xué)突破，兼具重要的學(xué)術(shù)價(jià)值與廣泛的國(guó)際影響力。在排放源表征技術(shù)層面，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一套新方法，成功使大尺度排放表征的空間精度從行政區(qū)水平躍升至排放源個(gè)體水平，并據(jù)此構(gòu)建了全球重點(diǎn)行業(yè)設(shè)施尺度大氣成分排放數(shù)據(jù)庫(kù)。在這一數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)發(fā)展了大氣科學(xué)、環(huán)境科學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)多學(xué)科交叉模型方法，設(shè)計(jì)出高度融合氣候治理與空氣污染治理措施、充分釋放碳污協(xié)同減排潛力并兼顧成本效益的路徑，從而達(dá)到切實(shí)保護(hù)人群健康的目的。
與此同時(shí)，一系列研究成果已深度融入國(guó)家環(huán)境治理決策體系。例如，排放源表征方面的成果有力支撐了國(guó)家大氣排放源清單業(yè)務(wù)體系構(gòu)建及“大氣污染物和溫室氣體融合排放清單編制”工作；團(tuán)隊(duì)揭示了“雙碳”目標(biāo)下中國(guó)未來(lái)中長(zhǎng)期 PM2.5 污染演變進(jìn)程，闡明了實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)對(duì)中國(guó)從根本上改善空氣質(zhì)量的重要作用。
對(duì)此，張強(qiáng)自豪地表示：“技術(shù)研判結(jié)果顯示，中國(guó)科學(xué)家在排放源表征領(lǐng)域的研究在國(guó)際上已實(shí)現(xiàn)了從‘并跑’到‘領(lǐng)跑’的跨越，意味著我國(guó)科學(xué)家已在全球大氣環(huán)境科學(xué)體系中占據(jù)了一席之地。”
久久為功，終有回報(bào)
時(shí)間回到2009年，張強(qiáng)回國(guó)加入清華大學(xué)時(shí)，關(guān)于空氣污染問(wèn)題的基礎(chǔ)研究尚處于起步階段，經(jīng)費(fèi)短缺、關(guān)注度低是常態(tài)?！爱?dāng)時(shí)排放源研究是‘冷門(mén)’，數(shù)據(jù)量大、難度高、出成果慢，科研氛圍很‘安靜’，但我堅(jiān)信這是解決環(huán)境問(wèn)題的根本所在。”張強(qiáng)回憶道。
回國(guó)后的最初幾年，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)始終聚焦排放源研究這一方向，在“冷板凳”上默默耕耘。他們花費(fèi)大量時(shí)間收集整理各類(lèi)排放數(shù)據(jù)，建立起一套適合中國(guó)國(guó)情的排放核算方法體系。
2013年起，面對(duì)國(guó)家環(huán)境治理的緊迫需求，團(tuán)隊(duì)前期的積累迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)戰(zhàn)能力。張強(qiáng)表示，該研究具有突出的需求牽引特點(diǎn)，“治污任務(wù)迫使我們邊研究邊產(chǎn)出邊應(yīng)用，及時(shí)響應(yīng)治理一線(xiàn)不斷升級(jí)的新要求”。
如今，當(dāng)科研成果化作肉眼可見(jiàn)的藍(lán)天白云，當(dāng)百姓切實(shí)感受到環(huán)境的改善，這種超越所有論文指標(biāo)的成就感成為激勵(lì)團(tuán)隊(duì)年輕一代前赴后繼、矢志不渝的精神源泉。
據(jù)了解，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)是一支典型的青年軍。2020年項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí)，張強(qiáng)只有42歲，核心骨干中還有兩位39歲和34歲的青年才俊。
“早早讓有活力的青年人挑大梁、擔(dān)重?fù)?dān)，去攻堅(jiān)與國(guó)家戰(zhàn)略需求高度契合的重大科學(xué)問(wèn)題，年輕隊(duì)伍才能真正成長(zhǎng)起來(lái)。”張強(qiáng)深有感觸。他認(rèn)為，關(guān)鍵在于賦予年輕人清晰的方向感，讓他們堅(jiān)信自己所從事的是服務(wù)國(guó)家、造福人民的前沿工作。
與此同時(shí)，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)也鼓勵(lì)成員交叉合作、錯(cuò)位發(fā)展?！叭绻蠹叶几?fù)責(zé)人的方向做，最后成果同質(zhì)化，既不利于脫穎而出，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部過(guò)度競(jìng)爭(zhēng)?！彼f(shuō)，“大家各自開(kāi)拓新方向，同時(shí)又保持合作，才能實(shí)現(xiàn)‘1+1>2’的效果。圍繞同一個(gè)目標(biāo)努力，久久為功，最終肯定會(huì)有回報(bào)?！?/p>
“我們的任務(wù)更重了”
常有人問(wèn)：“現(xiàn)在空氣質(zhì)量已經(jīng)這么好了，你們是不是可以歇歇了？”面對(duì)這樣的疑問(wèn)，張強(qiáng)回答，“恰恰相反，我們的任務(wù)更重了”。
PM2.5對(duì)人群的健康影響巨大。剛剛頒布實(shí)施的環(huán)境空氣質(zhì)量新標(biāo)準(zhǔn)，將PM2.5年均濃度二級(jí)限值從35微克/立方米調(diào)整為25微克/立方米。在張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)看來(lái)，只有將PM2.5控制在更低水平，才能真正構(gòu)筑起保護(hù)人民健康的防線(xiàn)，尤其是為兒童、老年人等脆弱群體提供更安全的環(huán)境。這正是他們面向人民生命健康開(kāi)展科學(xué)研究的新坐標(biāo)。
2025年，張強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成功獲批國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)專(zhuān)門(mén)針對(duì)青年科學(xué)家團(tuán)隊(duì)設(shè)立的卓越研究群體項(xiàng)目（B類(lèi)）。張強(qiáng)介紹，在卓越研究群體項(xiàng)目（B類(lèi)）的支持下，他們聯(lián)合了中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)氣象科學(xué)研究院等高校和科研機(jī)構(gòu)，在大氣成分智能感知方面形成了更強(qiáng)大的攻堅(jiān)合力。
面向未來(lái)，他們期待通過(guò)自主研發(fā)大氣成分協(xié)同變化智能感知技術(shù)，構(gòu)建全球大氣成分三維立體感知數(shù)據(jù)庫(kù)，并在此基礎(chǔ)上深入研究大氣成分的協(xié)同演化機(jī)制以及氣候健康效應(yīng)，進(jìn)而為全球氣候環(huán)境治理提供更具針對(duì)性的科學(xué)支撐。
采訪(fǎng)最后，張強(qiáng)特別為自然科學(xué)基金委專(zhuān)門(mén)支持青年科學(xué)家的新舉措點(diǎn)贊。“創(chuàng)新研究群體和卓越研究群體項(xiàng)目都設(shè)立了專(zhuān)門(mén)支持青年科學(xué)家團(tuán)隊(duì)的類(lèi)別。這類(lèi)項(xiàng)目鼓勵(lì)青年人基于優(yōu)秀的想法自發(fā)‘抱團(tuán)’，只要展現(xiàn)出解決重大科學(xué)問(wèn)題的潛力，就能獲得穩(wěn)定支持，及早挑大梁、唱主角?！彼硎尽?/p>
編輯：李華山
