减污和降碳有啥关联？清华SIGS团队有了新发现！

大气污染和气候变化一直是备受关注的全球性环境问题，但你有没有想过，这两个环境议题之间还有此前未曾发现的关联——近期，清华SIGS科研团队又有新发现。

清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院副教授郑博带领由中、法、德多名学者构成的国际研究团队，在《自然》（Nature）期刊发表题为“大气污染影响全球甲烷收支的趋势和年际变化”的重要研究成果，该研究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，为气候与环境政策研究提供了独特视角和启发。

《自然》文章截图

理解气候变化的“钥匙”

甲烷，是引起气候变化的全球第二大温室气体，仅次于二氧化碳。在新时代全球碳中和行动中，理解大气中甲烷浓度的变化及其机制，是研究气候变暖的重要科学议题之一。“大气中甲烷的浓度变化驱动力分为两个维度，一是排放，二是损耗。”郑博解释道，甲烷被消耗的过程，被称为甲烷的汇，全球约90%的甲烷汇由一种名为“羟基（OH）自由基”所贡献——OH自由基，相当于大气中甲烷的“清除剂”。

研究发现，大气中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。

郑博解释，“有些空气污染物会加速甲烷的损耗，比如臭氧。在治理大气污染过程中，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，可能会导致这种污染物的减少客观上降低甲烷的损耗速度，进而引起大气甲烷浓度上升。在顶层设计中要做到‘减污降碳’协同兼顾，对我们来说是一个新的启示。”

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

这一创新发现，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”，在以往研究中，往往是不同的学术群体分别对空气污染和气候变化两个领域开展研究。郑博强调，这项发现恰恰提供了一个新的观察视角，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，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。

研究“反转”带来意外惊喜

其实，这项科研的灵感源于郑博团队2023年发表在《科学》（Science）期刊上的重要研究成果，郑博团队与合作者揭开了影响全球气候变暖一大“隐形杀手”的神秘面纱——野火，研究成果以“北方野火CO₂排放2021年创历史新高”为题发表在《科学》（Science）期刊。

郑博表示，这项研究本来是“野火”研究的“续集”。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。“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，郑博团队围绕“2021年北方森林野火”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。基于新的灵感，团队开始从全球尺度出发，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。

全球空气污染与OH自由基、甲烷源汇收支之间的复杂相互作用

研究表明，全球空气污染与甲烷源汇收支之间存在复杂相互作用，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，启发人们在减少空气污染物排放的同时，要系统评估其对全球甲烷收支的影响，以实现空气质量改善和气候目标的双赢。研究还为监测和评估全球OH浓度及其对甲烷汇的影响提供了一种新的研究工具，对于制定科学合理的气候政策以应对气候变化具有重要现实意义。

不断点燃科研创新的新火种

“做科研，从来不是‘一锤子买卖’。”郑博强调，气候与环境研究是一项全球尺度的研究命题，在研究中须或走深、或交叉，“我们要么基于现有发现，坚持这个方向持续深入探究，要么横向寻找一个交叉突破点，从中发现不同因素之间更多的潜在关联。”

气候与环境治理，就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”。郑博表示，“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’，从发现到理解，由果追因，启发决策者和政策者合理施策，如何规避潜在风险和协同解决问题。”

郑博工作照（黄尹思 / 图）

郑博为论文通讯作者，中国海洋大学副教授赵园红为论文第一作者。论文作者还包括中国科学院外籍院士、清华大学杰出访问教授、法国环境与气候科学实验室研究员菲利普·西亚斯（Philippe Ciais），来自法国环境与气候科学实验室、德国于利希研究中心的多名合作者，以及中国海洋大学与清华大学深圳国际研究生院的研究生。研究得到了国家自然科学基金、深圳市生态修复与固碳增汇重点实验室和山东省自然基金等项目的支持。

编辑 杨渝嘉 审读 吴剑林 二审 王雯 三审 潘未末