近年来，对空气质量问题越来越重视，以PM2.5为主要特征污染物的大气复合污染问题是当前困扰我国的重大环境挑战。近日，南京大学气候与全球变化研究院、大气科学学院符淙斌院士团队丁爱军研究组在地球科学著名期刊《地球物理学研究快报》 (Geophysical Research Letters)发表最新研究成果，揭示了大气中黑碳气溶胶的“穹顶效应(Dome effect)”是加剧超大城市空气污染的重要因素。
2013年12月，我国东部地区暴发影响范围大且持续时间较长的重度雾霾事件，引起公众和媒体的广泛关注。针对此次重污染事件，研究组基于外场观测结合计算机模拟，深入研究并定量揭示了黑碳气溶胶在污染事件发生、发展过程中对污染气象条件的影响及其双向反馈机制，发现黑碳可因其对可见光的强吸收作用冷却地表并加热1公里～2公里高度的大气，导致大气边界层(混合层)的发展受到抑制，使得城市污染排放被限制在更低高度，从而显著加剧城市污染。
研究同时指出，这一机制不仅出现在我国超大城市，对于国外一些黑碳排放相对较高城市(如新德里、墨西哥城、巴黎等)空气污染事件的发生也有重要影响。
基于这项发现，研究团队特别指出，在我国当前治理大气复合污染的过程中，需要“抓住主要矛盾”，针对像黑碳气溶胶这样具有“四两拨千斤”作用的污染物排放实施更严格的控制。同时，由于黑碳气溶胶是当前影响全球变暖的重要短寿命气候强迫因子，国内外超大城市有关减排对策的实施将会同时对缓解全球变暖有重要贡献。
这项研究成果已发表于《地球物理学研究快报》 。美国著名科学新闻类杂志《Science News》的地球科学专栏作家撰文对这项成果进行了重点报道，随后MSN、Oxford Virtual等媒体也予以报道和转载。
据悉，这项研究工作是在相关团队针对2012年6月南京“黄泥天”形成机制研究基础上的进一步深入，也是南京大学-赫尔辛基大学大气与地球系统科学(教育部)国际合作联合实验室成立后多方合作的一项重要成果。丁爱军与助理研究员黄昕为论文共同第一作者。这项研究工作得到了国家优秀青年基金、江苏省自然科学基金杰出青年基金、国家自然科学基金“中国大气复合污染的成因与应对机制的基础研究”重大研究计划重点项目和江苏省气候变化协同创新中心的资助。
■ 延伸阅读
黑碳气溶胶对人类健康也有重要影响
黑碳气溶胶是大气气溶胶的重要组成部分，其来源可分为自然源和人为源。其中，天然火灾、火山爆发等自然现象会排放部分黑碳气溶胶，但其对大气中黑碳气溶胶浓度的长期背景值变化贡献不大。
相反，人为源排放具有广泛性和持续性，与人类相关的燃料燃烧活动已成为当今大气环境中黑碳的主要来源。根据过去的相关研究，大气环境中黑碳气溶胶人为排放源主要包括有机燃料的燃烧、工业炼焦、 工业制砖、垃圾焚烧和野外农业废弃物燃烧等。
黑碳气溶胶在大气的各种化学和光化学反应等过程中起着重要作用。尽管黑碳气溶胶粒子在大气气溶胶成分中所占比例较小，一般占百分之几到百分之十几，在大气中浓度一般也较低，但它对全球气候变化、能见度、环境质量、人类健康等都会产生重要影响。
清华大学环境学院教授贺克斌等人曾联合撰文指出，含碳颗粒物的环境影响主要包括气候 、能见度 、 光化学烟雾的形成等方面。气溶胶颗粒可以直接和间接地影响气候变化，直接的影响是通过颗粒物对太阳辐射的散射和吸收， 分别有降温和升温作用。大气气溶胶对光的吸收效应几乎全部是由碳黑(EC)和含有碳黑的颗粒物造成的 。
对人类健康的影响，贺克斌等人指出，含碳颗粒物的健康危害是公认的 。其表现之一 在于主要以细颗粒形式存在，容易进入呼吸系统，给 人体带来不良健康影响。含碳颗粒物的化学成分组成则是更为重要的健康影响因素。由于多数有机组分具有毒性，研究表明人类的许多疾病，如癌症 、呼吸系统疾病、肺功能下降 、免疫力降低等都可能与之相关。
