山东大学“泰山学者”团队博士生第一作者在一区top期刊（IF=10.9）发表研究成果
学术
2025-02-01 23:59
法国
近日，山东大学生态环境大数据院士工作站与山东省生态环境规划研究院合作，在国际学术期刊Environmental Science & Technology(IF: 10.9)上发表了题为“Discrepant Global Surface Ozone Responses to Emission- and Heatwave-Induced Regime Shifts”的最新研究成果。山东大学生态环境大数据院士工作站张庆竹教授及山东省生态环境规划研究院彭岩波研究员为本研究论文通讯作者，山东大学博士研究生陶辰亮为第一作者，山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。生态环境大数据院士工作站王桥院士参与了该研究并提供了重要指导。地表臭氧作为一种有害的大气二次污染物，主要通过挥发性有机化合物（VOCs）和氮氧化物（NOx）之间复杂的链式反应形成。根据这一链式反应的结束阶段，可将臭氧生成敏感性分为“VOCs敏感”、“NOx敏感”以及“气溶胶抑制”三个区域。通过分析臭氧-VOCs-NOx-气溶胶之间的非线性关系，可以为制定有效的臭氧污染防控政策提供科学依据。随着全球气候变暖，特别是2023年成为有记录以来最热的一年，热浪等极端天气事件频繁发生，使得臭氧的光化学动态变得更加复杂。现有研究表明，热浪不仅可以通过增加野火排放、植被排放、人为源VOCs挥发和能源消耗直接增加臭氧前体物排放，还可以通过提高光化学反应率促进O3生成。然而，热浪对诊断臭氧生成控制区的前体物相对丰度阈值的影响，这一重要化学过程仍未得到全面量化。该研究利用深度学习模型结合卫星遥感数据，精确估算全球地表多种污染物的时空分布变化，弥补了地面监测站覆盖不足的问题，并通过可解释机器学习模型建立了一种新的诊断臭氧生成敏感性的方法。这种方法有助于系统性地量化热浪及前体物排放对臭氧生成敏感性的影响。研究结果显示，排放量、化学反应与气候变化间的相互作用是导致全球臭氧污染加剧的关键因素。不同地区的减排措施和热浪情况导致了各地臭氧浓度的不同变化趋势。例如，在东亚地区，持续实施的减排措施降低了臭氧对甲醛和气溶胶的敏感性，缓解了高温带来的负面影响；而在2023年的北美西部发生的森林大火和美国东南部经历的极端热浪，则促使当地臭氧变化趋势上升至0.18 µg/m3/月。目前，热浪已导致全球平均臭氧浓度异常升高至9.4 µg/m3，并增强了臭氧生成对甲醛和颗粒物的敏感性，改变了其生成控制区从以NOx限制为主转变为以VOCs限制为主。因此，迫切需要采取更加有针对性且实质性的VOCs管控措施，以应对日益严峻的气候变化挑战。这项工作得到了国家自然科学基金重点项目（22236004）和山东省泰山学者特聘专家的资助。张庆竹，山东省泰山学者特聘专家、国务院政府特殊津贴专家、山东大学特聘教授，全国优秀科技工作者、全国优秀环境科技工作者、教育部新世纪优秀人才、山东省杰出青年基金获得者、山东大学十大科技创新人物。发表第一/通讯SCI论文100余篇，正面SCI引用2000余次。![]()
