本刊記者 徐芳芳

安俊嶺

當(dāng)風(fēng)揚(yáng)起細(xì)灰和微塵，海水濺沫蒸發(fā)形成鹽粒，火山爆發(fā)的散落物以及森林火災(zāi)的煙塵滾滾而來(lái)，當(dāng)建筑被拆毀、煤碳在燃燒，工廠煙囪與汽車尾氣管無(wú)休止地噴吐……大氣環(huán)境被污染物吞噬。這些污染物被排放后歷經(jīng)了哪些化學(xué)變化？它們?cè)诖髿猸h(huán)境中如何輸送、被清除？給天氣、氣候以及人類的生產(chǎn)生活帶來(lái)怎樣的影響……

有那么一群人，他們沒(méi)有統(tǒng)一的方向，從事著并不相同的科學(xué)研究，但目標(biāo)卻驚人的一致。時(shí)而抬頭望天，時(shí)而埋首攻堅(jiān)，他們?yōu)橐呀?jīng)打響的環(huán)境保衛(wèi)戰(zhàn)殫精竭慮、盡心盡力。安俊嶺作為其中一員，從大氣探測(cè)到風(fēng)洞冰雪晶的研究，從土壤酸化到大氣污染物演化機(jī)理的研究，他主持過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目、原“863”計(jì)劃課題、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大氣污染成因與控制技術(shù)研究”重點(diǎn)專項(xiàng)項(xiàng)目等，研發(fā)了長(zhǎng)期土壤酸化動(dòng)態(tài)模式LTSAM、區(qū)域空氣質(zhì)量模式RAQM、大氣污染應(yīng)急響應(yīng)數(shù)值預(yù)報(bào)模式IAPERM，而目前正與合作團(tuán)隊(duì)為全耦合多尺度空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)的研發(fā)攻堅(jiān)克難。

守家護(hù)園這條路，安俊嶺一走就是20多年。

走在發(fā)展前端

敏銳的前瞻性是安俊嶺科研選擇的有力依仗。從1996年博士畢業(yè)留任中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所時(shí)，他立足國(guó)家發(fā)展需要，看準(zhǔn)大氣環(huán)境研究前景，在導(dǎo)師黃美元研究員引導(dǎo)下將研究領(lǐng)域從土壤酸化轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)域空氣質(zhì)量數(shù)值模擬。

所謂知之愈深，行之彌堅(jiān)。研究方向性的把握、科研選題的重要性對(duì)于科研工作的發(fā)展意義，從安俊嶺一向慎重的思量可見(jiàn)一斑。“1999年的時(shí)候，我開(kāi)始思考非均相化學(xué)的研究問(wèn)題，但苦于一直沒(méi)有好的切入點(diǎn)，也就擱置下來(lái)?！毖芯繒簲R但有關(guān)于此的思考，安俊嶺從未停下來(lái)。為了能夠擴(kuò)寬視野掌握更多的前沿信息，2000年他赴日本酸沉降與氧化劑研究中心(現(xiàn)更名為空氣污染研究亞洲中心)開(kāi)展區(qū)域尺度大氣化學(xué)模式研發(fā)工作。

在日本，安俊嶺發(fā)展了RAQM模式。RAQM模式作為日本酸沉降與氧化劑研究中心的代表性模式，參加了國(guó)際模式比較計(jì)劃并用于模擬強(qiáng)沙塵暴事件、評(píng)估強(qiáng)火山爆發(fā)對(duì)周邊地區(qū)空氣質(zhì)量的影響等。與可靠的監(jiān)測(cè)資料對(duì)比表明，RAQM模式能夠很好地模擬污染物的長(zhǎng)距離輸送特征，反映天氣尺度變化的主要特征。

2003年回國(guó)后，為應(yīng)對(duì)突發(fā)性大氣污染事故科學(xué)決策和規(guī)范處置的需要，在原“863”課題“突發(fā)性大氣污染事件模擬與風(fēng)險(xiǎn)控制技術(shù)”的支持下，安俊嶺與合作團(tuán)隊(duì)發(fā)展了IAPERM模式,更新了爆炸、燃燒、泄漏源項(xiàng)仿真模塊、氣象場(chǎng)同化模塊、城市冠層影響模塊、濃煙反饋機(jī)制模塊等，成功研發(fā)我國(guó)首個(gè)突發(fā)性大氣污染監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)技術(shù)集成移動(dòng)平臺(tái)，該成果入選“十一五”國(guó)家重大科技成就展，并在北京參展。約30天的綜合外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)顯示，完整應(yīng)急技術(shù)路線穩(wěn)定暢通, 集成的應(yīng)急系統(tǒng)穩(wěn)定、高效。同化方法有效改進(jìn)了氣象預(yù)報(bào)場(chǎng)，城市冠層參數(shù)化方法顯著改善了重氣和被動(dòng)氣體擴(kuò)散模擬能力。另外，安俊嶺還找到了思考近10年的非均相化學(xué)過(guò)程研究的切入點(diǎn)——?dú)鈶B(tài)亞硝酸(HONO)來(lái)源研究。發(fā)現(xiàn)HONO新來(lái)源通過(guò)調(diào)節(jié)氣溶膠吸濕性組分質(zhì)量濃度和數(shù)濃度引起能見(jiàn)度下降，他由此提出HONO新來(lái)源影響能見(jiàn)度和霾的概念模型。

對(duì)于新研究，安俊嶺強(qiáng)調(diào)：“要心平氣和，要坐得住?！笨蒲袝r(shí)間的投入與成果呈正相關(guān)，既跨入科研門檻便不能心浮氣躁地緊盯成果，更不能被困難所壓垮。

創(chuàng)新助力全耦合模擬系統(tǒng)提升

安俊嶺表示，目前空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式正在從離線耦合向在線全耦合模式過(guò)渡，我國(guó)迄今尚未形成全球—區(qū)域—城市尺度全耦合空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)預(yù)警系統(tǒng)。考慮到等距均勻嵌套網(wǎng)格技術(shù)的局限性，以及改進(jìn)模式初值、降低源排放的不確定性、完善模式中關(guān)鍵物理化學(xué)過(guò)程表征等需求，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所聯(lián)合多家合作單位成功申請(qǐng)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大氣污染成因與控制技術(shù)研究”重點(diǎn)專項(xiàng)——“全耦合多尺度空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)”。該項(xiàng)目將重點(diǎn)發(fā)展一個(gè)模式，更新/新增7個(gè)關(guān)鍵模塊，構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)從模式發(fā)展、模塊更新/新增、系統(tǒng)構(gòu)建、業(yè)務(wù)示范的完整技術(shù)流程，為實(shí)現(xiàn)指南預(yù)期目標(biāo)提供技術(shù)支撐和平臺(tái)保障。

發(fā)展一個(gè)模式，即自適應(yīng)網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式。根據(jù)不同污染物的高分辨率源清單和實(shí)際地形資料，鎖定各工業(yè)、電廠點(diǎn)源位置等，對(duì)其周邊網(wǎng)格加密，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的自適應(yīng)網(wǎng)格，充分反映我國(guó)實(shí)際污染源和地形的分布特征。以此為基準(zhǔn)網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)網(wǎng)格氣象模式與自適應(yīng)網(wǎng)格大氣化學(xué)輸送模式的完全耦合，研發(fā)多尺度自適應(yīng)網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式。

更新/新增7個(gè)模塊即更新氣溶膠動(dòng)力學(xué)模塊、穩(wěn)定邊界層參數(shù)化方案、初始場(chǎng)優(yōu)化、動(dòng)態(tài)污染源反演以及二次污染物來(lái)源數(shù)值解析模塊，新增HONO形成新機(jī)制和二次氣溶膠生成轉(zhuǎn)化機(jī)制模塊等。

安俊嶺及其團(tuán)隊(duì)還發(fā)展了氣溶膠微觀動(dòng)力學(xué)模塊，模擬污染生消過(guò)程中顆粒物質(zhì)量濃度和數(shù)濃度隨粒徑演變特征，量化核化過(guò)程、源排放、化學(xué)組分對(duì)不同粒徑顆粒物的貢獻(xiàn)，分析污染生消過(guò)程微觀動(dòng)力學(xué)成因。對(duì)比分析穩(wěn)定層結(jié)條件下，不同參數(shù)化方案以及參數(shù)取值等對(duì)邊界層中氣象要素的影響，他們建立不同邊界層參數(shù)化方案模擬與觀測(cè)統(tǒng)計(jì)關(guān)系，優(yōu)化參數(shù)化方案中診斷閾值，遴選并改進(jìn)穩(wěn)定邊界層參數(shù)化方案。重點(diǎn)研究衛(wèi)星/地基氣溶膠光學(xué)厚度資料等的觀測(cè)及伴隨算子，分析多源觀測(cè)資料的誤差，設(shè)計(jì)觀測(cè)誤差在目標(biāo)泛函中表達(dá)方法；研究背景誤差協(xié)方差在同化系統(tǒng)中簡(jiǎn)化方案?；诰值丶限D(zhuǎn)換卡爾曼濾波同化方法，構(gòu)建主要污染源的動(dòng)態(tài)分布反演系統(tǒng)；通過(guò)同化準(zhǔn)實(shí)時(shí)大氣污染觀測(cè)資料，獲得時(shí)空分布更準(zhǔn)確的主要污染源排放信息。根據(jù)化學(xué)示蹤物及示蹤物種濃度與總濃度的比例關(guān)系，按比例分配液相化學(xué)過(guò)程、濕沉降過(guò)程對(duì)示蹤物（和前體物）濃度的改變量，以改進(jìn)二次氣溶膠和臭氧來(lái)源數(shù)值解析技術(shù)。根據(jù)外場(chǎng)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)以及數(shù)值模擬最新研究進(jìn)展，選擇重要的氣態(tài)亞硝酸形成新機(jī)制，模塊化后耦合于空氣質(zhì)量模式，改進(jìn)臭氧模擬濃度。將氣態(tài)二氧化硫酸催化生成硫酸鹽、協(xié)同反應(yīng)促進(jìn)硫酸鹽生成等新機(jī)制參數(shù)化；實(shí)驗(yàn)室研究我國(guó)一次排放有機(jī)物的二次轉(zhuǎn)化典型過(guò)程，采用有機(jī)氣溶膠元素比值法，構(gòu)建適合我國(guó)大氣條件的有機(jī)氣溶膠二次轉(zhuǎn)化及老化的新算法，并耦合于空氣質(zhì)量模式。根據(jù)煙霧箱實(shí)驗(yàn)最新結(jié)果，研究二次有機(jī)氣溶膠液相生成過(guò)程，發(fā)展適用于全球和區(qū)域數(shù)值模式的高效算法。

與他的部分學(xué)生(3位博士)

構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，即構(gòu)建全耦合多尺度變網(wǎng)格空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)模式系統(tǒng)，耦合上述研發(fā)模式/模塊，開(kāi)發(fā)多模式集合優(yōu)化和中期數(shù)值預(yù)報(bào)技術(shù)，規(guī)范化氣象、排放源處理接口模塊。最后，依托中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)全耦合多尺度空氣質(zhì)量模式系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用示范，重點(diǎn)區(qū)域空氣質(zhì)量達(dá)到指南預(yù)期指標(biāo)要求，形成業(yè)務(wù)流程技術(shù)規(guī)范。

靜心、盡力，安俊嶺的研究理念從來(lái)都不是復(fù)雜的。他會(huì)順應(yīng)時(shí)代需求做出選擇，會(huì)立足國(guó)家發(fā)展調(diào)整方向。一步步行進(jìn)在路上，于他而言最重要的是專注當(dāng)下，做好眼前的每一項(xiàng)研究工作。