清华团队“反转”研究带来意外之喜

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。

Nature文章截图

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月一项重要研究成果的“番外篇”。当时，研究团队揭开了影响全球气候变暖一大“隐形杀手”的神秘面纱——野火，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。

Science网站文章截图(https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade0805)

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。

当心!

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。

清华团队这一创新发现，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”，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

郑博强调，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。“这项发现恰恰为研究者们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。”

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

重大科学发现的土壤

协同、创新、富于远见

5月28日，研究成果以“大气污染影响全球甲烷收支的趋势和年际变化”(Air pollution modulates trends and variability of the global methane budget)为题，发表在《自然》(Nature)期刊上。该研究不仅关切了大气污染和气候变化的重要课题，而且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。

气候变化与环境治理，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”。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。

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。

郑博工作照(黄尹思 摄)

郑博所在的环境生态学科，是清华大学深圳国际研究生院“6+1”主题学科领域之一，致力于为全球生态文明和人类命运共同体建设贡献力量。深圳国际研究生院持续构建鼓励创新、交叉融合的学术氛围，培育滋养科学创新的土壤，激励科研工作者开展“从0到1”的研究，不断攀登科学高峰。

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。

免责声明：本文不构成任何商业建议，投资有风险，选择需谨慎！本站发布的图文一切为分享交流，传播正能量，此文不保证数据的准确性，内容仅供参考

关键词：