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主要科研成果
发表时间:2012-10-12 阅读次数:4070次
  • 科研发现

        揭示了中亚沙尘源区各典型地区沙尘气溶胶的理化特性,来源,形成机制及其对下游我国东部沿海城市地区的影响;论证了亚洲沙尘气溶胶与污染物气溶胶组分在长途传输过程中的混合、相互作用和化学转化;揭示了沙尘时期气溶胶的光学和化学特性以及两者之间的相互关系,进而论证了中国典型区域城市群能见度恶化乃至灰霾的形成条件及其转化机制;发现了城市灰霾的三种基本类型及其不同形成机制,即二次污染、沙尘以及生物质燃烧;揭示了中国特大城市气溶胶和沙尘气溶胶中有机组分和硫酸盐协同作用的特征;深刻揭示了中国特大城市上海空气污染的三个典型特征:高浓度细颗粒物、长时间灰霾和严重酸雨。

 

        揭示了我国城市群严重灰霾尤其是高浓度细颗粒物PM2.5 的来源和形成机制;首次提出了气溶胶的长途传输是我国城市大气污染和灰霾形成的重要来源。发现了二次气溶胶、生物质燃烧和沙尘是我国城市灰霾形成的三个主要成因。在沙尘源区气溶胶和尘土中发现相当程度的污染元素As、Pb、Cd 和黑碳。发现了有机气溶胶、硫酸盐、铵盐、硝酸盐和元素碳是能见度降低的直接影响因子。机动车排放是有机气溶胶、硝酸盐和元素碳的主要来源,揭示了控制机动车的增长已成为中国大中城市改善大气质量的当务之急。发现了沙尘在其长途传输过程中与人为污染物的混合和相互作用机制及其对城市空气质量乃至全球变化的重要影响。发现了塔克拉玛干沙漠沙尘含高硫高钙,更重要的是一次气溶胶中90%以上硫以可溶性硫酸盐存在,此发现将导致沙尘对全球变化影响的再评价。发现了污染物气溶胶与长途传输而来的沙尘的混合和反应可导致沙尘表面酸度增加~100 倍。发现塔克拉玛干沙漠沙尘Ca/Al 比值1.5 以上,与蒙古戈壁沙尘Ca/Al 比值仅0.5 左右形成鲜明对比,Ca/Al 比值成为区分我国两大沙尘源区和判断下游地区外来沙尘源的可靠判据。

 

  • 国内外认可

        庄国顺教授在大气化学和大气环境领域作出突出贡献。庄国顺师从国际前国际大气化学协会主席著名大气科学家Duce, 在美国罗德岛大学获大气化学博士学位,从1980年代初期起在美国长期从事气溶胶化学及海气交换研究。30年来本人始终活跃在大气化学前沿,共发表150多篇SCI论文。1998年回国至今共发表91篇论文,其中80篇发表国际SCI杂志或中国的“科学通报”和“中国科学”,总被引用超过3000次。单篇最高他引达256次,有7篇100次以上,H指数为33(即有33篇论文被引用33次以上)。2011年经教育部审核推荐为中科院院士有效候选人。近年来研究成果受到国内外的肯定和关注,如研究中国沙尘长途传输的论文单篇最高他引232次;研究灰霾形成机制的论文是中国大陆唯一入选大气环境领域国际著名杂志《Atmospheric Environment》2006-2011年引用率最高的10篇论文;另有二篇为国际出版商Elsevier授予"2005-2010"五年间引用率最高的50 篇论文之一。
 

        庄国顺教授最近任命为联合国教科文组织属下和资助的国际SOLAS组织的执行委员会成员。符合国际SOLAS执行委员会成员的第一个条件是具有国际上承认的知名的科学成就。 这说明了我们在大气化学尤其是在SOLAS领域的科研工作和成果已经得到国际科学界的认同和尊重。

 

        几年来我们承担了国家自然科学基金会重大项目一项、重点项目两项以及以及多项国际合作项目和面上项目。不久前我们完成了国家基金会重点科研项目与全球环境变化有关的我国含硫化合物排放的基础研究和北京基金会重点科研项目北京市大气污染的来源,分布及转化的结题验收,均为特优。

 

  • 积累成果     

        本中心已拥有现计划中所要设置的从沙尘源区的新疆、内蒙、陕北、北京、上海、直至小洋山、嵊泗海岛的所有必需的地面采样点,其中多数站点已运行5-6年以上,积累了有关站点长期观测分析所得到的大量数据,并已取得一系列重要成果。本课题组具备了当今国际上气溶胶科学研究的最先进的仪器设备,如拥有PM1, PM2.5 和PM10 的气溶胶在线监测仪,新近购置的颗粒物化学组成在线监测仪ACSM (Aerosol Chemical Speciation Monitor) 可测定有机物(Organics)、和硫酸盐(SO42-)、硝酸盐(NO3-)、铵盐(NH4+)、氯化物(Cl-)、亚微米细颗粒物(PM1)总质量的实时浓度变化数据,以及有机颗粒物的实时质谱谱图信息。拥有第三代气溶胶时间飞行质谱ATOFMS,拥有TDMA多功能质谱仪,可同步现场在线观测、分析气溶胶组分变化、粒径变化、吸水性、光学性质(包括消光度,散射、吸收)。我们又有日本国立环境研究所制造的激光雷达,可用于观测气溶胶的垂直分布,研究光学特性与理化特性的关系。
 
  • 国际合作

        本课题组广泛参与国际合作,与国际同行保持了非常良好的合作关系,使我们的研究始终处于国际前沿。如与气溶胶多功能质谱的发明人,TAMU大气化学研究中心主任张人一教授,与第三代气溶胶时间飞行质谱的发明人,美国UCSD的教授Kim Prather,目前国际上应用最新的高分辨率气溶胶质谱(AMS)的带头人,美国加州大学Davis分校教授Prof. Qi Zhang,等都有密切的合作。本研究的模式研究与美国模式研究的领军人物,哈佛大学的Prof. Daniel Jacob, 加州理工学院的Prof. John Seinfeld 密切合作。
 

        我们在大气化学、尤其是气溶胶科学的研究处于国内所有重点大学和科学院有关院所的领先地位。气溶胶表面的复相反应的研究已取得了国内一流、国际先进的水平。

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