本刊記者 石艷美

守護“天空之城”
——記中山大學大氣科學學院教授樊琦

本刊記者 石艷美

樊琦

2015年，一部《穹頂之下》刷爆熒屏。在這部長達105分鐘55秒的紀錄片中，柴靜以深度調查風格，聚焦時下熱點的霧霾問題。在與人們休戚與共的環(huán)境污染問題上，該紀錄片引發(fā)了多少人的共鳴不得而知，但單從網(wǎng)絡點擊量、討論熱度看，一場輿論的軒然大波幡然掀起。

霧霾、PM2.5、光化學煙霧……這些曾經高冷的字眼走下神壇，成為人口相傳的“噩夢”。中山大學大氣科學學院教授樊琦告訴記者，空氣污染從不是突如其來的?！皫资昵?，西方發(fā)達國家也曾經歷我們目前的階段?！彼硎?，近年來，隨著國內城市建設的加快，以及人們對生活質量的重視，環(huán)境問題凸顯得越發(fā)嚴重?！霸诳諝馕廴救找鎳乐氐拇蟊尘跋拢髿猸h(huán)境的研究自是首當其沖。在2000年，我采納導師建議，便將空氣污染數(shù)值模擬選定為日后的研究方向?！?/p>

撥開云霧見月明

何為空氣污染數(shù)值模擬?它與大氣環(huán)境問題之間又有著怎樣羈絆?樊琦詳盡地做出一番解釋?！肮S排放的二氧化硫等硫化物，汽車、機動車尾氣造成的氮氧化物等氣態(tài)物質，經過一系列化學轉換過程會形成人們經常提到的霧霾、PM2.5。這些污染物存在于大氣環(huán)境中，對天氣、氣候、人體健康等都會形成一定的影響。”樊琦表示，她目前研究針對的就是大氣污染物，包括顆粒物、臭氧以及酸雨等，利用不同尺度的數(shù)值模型在超級計算機上進行并行計算，像預報天氣一樣對大氣污染物進行模擬或預報分析，同時通過整理和匯總，對過去或者未來幾天、幾個月甚至幾年的大氣環(huán)境污染狀況，進行診斷或者預報研究，從而更好地服務于環(huán)境治理措施的制定和實施。

根據(jù)樊琦介紹，伴隨工業(yè)生產的發(fā)展，上世紀50年代歐洲已出現(xiàn)酸雨問題，而美國、日本等國家也長時間為臭氧破壞、光化學煙霧等找尋治理辦法。1952年，著名的洛杉磯光化學煙霧事件，至今使人聞之色變。幾百個生命短短幾天消失殆盡，環(huán)境污染用最“蠻橫”的方式暴露在人們的視線范圍之內。

“從污染顆粒物來看，它們越細小越容易被人體吸入，研究難度也會更大?！狈f，我國當前研究停留在微米級范疇，以硫、氮等常規(guī)污染物的監(jiān)測、預報和防控為主。而國際大氣環(huán)境研究則更傾向于精細化，已步入納米級領域，相比之下，國內日后還存在較大發(fā)展空間。她還表示，目前集中爆發(fā)的環(huán)境問題，與國家國情是密不可分的。“環(huán)境問題不是唯一的，不同國家在不同發(fā)展階段面臨的境況有所不同。我國當前的問題，也正是發(fā)達國家過去一度頭疼的難題?！?/p>

為了接觸到更前沿的技術，更開闊的思想，樊琦曾赴日本進行了為期1年的交流訪問。在日本產業(yè)技術綜合研究所化學物質風險管理中心，她斬獲良多?！肮芾碇行闹饕龅氖潜┞段廴疚锏娘L險評價，較為貼近國際前沿，他們用污染擴散模型來做污染物的暴露濃度分析，開展暴露風險評估。其中，有毒污染物研究具有較強的針對性，是致力于服務高精尖儀器設備的研發(fā)工作室?！?/p>

回國之后，她將珠江三角洲劃為研究重點，積極展開區(qū)域內氣溶膠污染的形成機理以及輸送特征的數(shù)值模擬研究。在國家自然科學基金委和中山大學青年教師培育計劃的支持下，她先后負責了“珠江三角洲區(qū)域氣溶膠污染形成機理的數(shù)值模擬研究”“珠江三角洲區(qū)域氣溶膠污染輸送特征的數(shù)值模擬研究”等項目研究，將珠江三角洲地區(qū)氣溶膠污染做出一個全面的整合分析，以通訊作者身份在《中國環(huán)境科學》雜志發(fā)表了題為“珠江三角洲秋季典型氣溶膠污染的過程分析”的研究論文。此外，她參與的“區(qū)域大氣復合污染研究的技術體系及在珠江三角洲的應用”合作項目，成功發(fā)現(xiàn)大氣邊界層的三層結構，進而建立出珠江三角洲高污染大氣邊界層概念模型，揭示了珠江三角洲地區(qū)大氣邊界層特征與大氣污染的相關結構，榮獲國家科學技術進步獎二等獎。

樊琦說，通過近幾年的分析發(fā)現(xiàn)，珠江三角洲的大氣污染已經有了較為顯著改善。在各項措施的頒布以及人們環(huán)保意識的逐漸提高下，2015年數(shù)據(jù)顯示，該地區(qū)空氣質量指標已比原定計劃，率先達到國家二級標準。與此同時，她又強調區(qū)域性臭氧、酸雨問題的整治仍面臨嚴峻挑戰(zhàn)。“在核心區(qū)域廣州、佛山、東莞、肇慶一帶，臭氧、光化學污染依舊呈現(xiàn)上升態(tài)勢。長江流域以南，雖擺脫了‘10個城市9個酸’的魔咒，但酸雨分布局勢仍不容樂觀?！被诙嗄陙淼捻椖垦芯拷涷?，樊琦提出自己的看法，“治理污染還是應該在源頭抓起，控制機動車數(shù)量，加大工廠脫硫、脫氮、脫硝力度，改善能源結構，淘汰落后產能企業(yè)都將是我們國家宏觀治理的重點方向?！?/p>

指點迷津助發(fā)展

近年來，隨著各項研究的深入進行，樊琦發(fā)現(xiàn)：沿海地區(qū)的氣溶膠污染，除了硫氮化合物外，還囊括了海洋特有的海鹽氣溶膠粗顆粒物，以及氯離子氯化學反應增加的新型化合物?！皞鹘y(tǒng)意義上，人們認為靠近海洋的地區(qū)空氣質量要相對較好。但其實通過我們長期的研究發(fā)現(xiàn)，海鹽氣溶膠中活潑的氯離子對沿海區(qū)域空氣質量的影響是非常大的?！狈忉尩?，氯化學是沿海地區(qū)特有的大氣化學過程，是以氯化物與氮氧化物相互反應造成的顆粒物濃度、化學組分的改變。因為它的臨海生成條件的特殊性，目前在國際國內的研究都相對較少。

為此，樊琦帶領課題組，全力開展“海鹽氣溶膠對沿海地區(qū)大氣復合污染影響的數(shù)值模擬研究”項目。針對沿海地區(qū)受海鹽氣溶膠影響的特性，在數(shù)值模式中考慮海鹽排放對沿海地區(qū)大氣復合污染的影響，通過模式批量敏感性的結果來定量化海鹽排放對沿海地區(qū)臭氧和二次氣溶膠濃度的貢獻?！霸谖磥砣蜃兣谋尘跋?，海洋推送出來的氣溶膠對陸地系統(tǒng)有著怎樣的影響，是我們想要探討清楚的。我們根據(jù)不同季節(jié)分析了氯化學對大氣氧化性及臭氧影響的推進范圍。通過觀測試驗和數(shù)值模擬研究得出一系列具有實際價值意義的成果理論?！?/p>

另一方面，近年來樊琦作為主要人員參加了公益性行業(yè)（氣象）科研專項項目——“城鎮(zhèn)化發(fā)展在對大氣環(huán)境影響的評價技術”。該項目以珠三角城市群為研究對象，建立了城鎮(zhèn)化對大氣影響的評價技術方法，改進和完善了模擬城鎮(zhèn)化影響大氣環(huán)境的區(qū)域數(shù)值模型，定量地評估了城鎮(zhèn)化發(fā)展影響氣象條件及大氣環(huán)境質量的變化趨勢。項目成果可為我國城鎮(zhèn)化健康發(fā)展提供科學參考。

“我是一個時間規(guī)劃比較強的人?！狈f，在更長遠的計劃中，她將南海及周邊地區(qū)的大氣環(huán)境納入科研重點范圍?！拔业南敕ㄊ前押Ｑ蠛完懙貎蓚€圈層結合考慮，以海鹽氣溶膠作為切入點。”作為國家發(fā)展計劃推進的重點區(qū)域，南海擁有海陸相間的獨厚條件。此外，中山大學肩負南海計劃的推進任務，在天氣、環(huán)境、水文等方面勢必有一番大動作。這些無疑為樊琦接下來的研究創(chuàng)造出外部條件。

科研上，嚴謹、不容懈?。唤虒W、人才培養(yǎng)上，樊琦則更有股熱血的責任和驕傲。她認為，教授與學習互不相同，互相依存。在教的過程中，她講求換位思考，從學生的角度出發(fā)，考慮如何講解才能做到真正的通透。同時，她靈活善變，不拘泥于死板的課程講述套路，對于一門課程的不同章節(jié)采用個性不一的教學形式?！耙恢币詠?，我希望做的是點燃學生對專業(yè)熱愛的一把火，通過一門或幾門課程的學習讓他們有興趣、有能力用專業(yè)的思維去鉆研?！?/p>

被問及是否是一個嚴格的老師時，樊琦笑稱：“我自己很少批評人的，除非是他們做得太差了。”和學生的關系像朋友，她從不吝嗇鼓勵，會放大每一次進步，也會指出失敗的意義。她表示，了解1+1=2很容易，弄懂1+1=2的原理卻是一個漫長的思考過程。而過程中，明確的自我認知，獨立的思維能力，都是不可或缺的。

“韌如蒲絲，心似錦”，這是對樊琦最好的形容。于科研，于目標，她埋首拼盡全力；于生活，于學生，她甘化作一汪清泉，用點滴呵護歲月、真心。