近日，我校环境科学与工程学院张运江副教授与国内外合作者，在自然源与人为源相互作用下气溶胶化学研究方面取得重要突破，相关成果发表于地学领域国际顶级期刊《自然·地球科学》（Nature Geoscience），为深化气溶胶气候效应研究提供了全新科学依据。

该研究以“生物源与人为源相互作用增强城市黑碳辐射加热效应（Urban black-carbon radiative heating intensified by biogenic-anthropogenic interactions）”为题，系统揭示了跨区域植物源排放与城市人为排放相互作用，通过调控黑碳包覆层化学组成，显著放大其辐射加热效应的关键机制。我校为第一署名单位，张运江副教授为第一作者，李婧祎副教授和东南大学盖鑫磊教授为论文共同通讯作者。

黑碳作为大气中重要的短寿命气候强迫因子，因其强烈的太阳辐射吸收能力，对区域气候和环境质量有着重要影响。已有研究表明，黑碳表面包覆层的形成可通过“透镜效应”显著放大其辐射吸收能力，而包覆层的厚度与化学性质，高度依赖大气中人为源与植物源前体物的排放情况。

然而，在高人为排放的城市大气环境中，跨区域传输的植物源排放如何影响黑碳包覆物的演化过程及其辐射效应，长期以来缺乏系统的观测与机制研究，这也成为该领域的关键科学难题。针对这一问题，研究团队综合运用外场观测、卫星遥感反演数据及区域大气化学模式模拟等多种研究手段，全面刻画了植被富集区域释放的植物源挥发性有机物，在大气中经氧化生成高氧化态有机产物，再通过区域输送进入下风向城市区域的完整过程。

研究发现，植物源排放经氧化生成的高氧化态有机产物，不仅能显著增强区域大气氧化性，还能为城市二次有机气溶胶的形成提供额外前体物来源，进而大幅促进城市环境中二次有机气溶胶的生成。进一步分析表明，植物源驱动的区域光化学增强效应，会加速高度氧化二次有机气溶胶在黑碳颗粒表面的包覆过程，同时显著提高黑碳颗粒物的二次有机包覆物在总二次有机气溶胶粒子群中的比例。

数据显示，在植物源影响显著的时期，黑碳辐射吸收效率随包覆层氧化态升高呈现出更为陡峭的增强关系，其“透镜效应”导致的辐射吸收能力平均提升约20%，明显高于植物源影响较弱的阶段。该研究从观测与模拟相结合的角度，首次明确了跨区域植物源与城市人为源相互作用在调控黑碳包覆层化学组成和辐射加热效应中的关键作用。研究结果表明，在未来气候变暖背景下，植物源排放增强可能通过影响黑碳混合态演变而放大其辐射效应，对城市区域大气环境与气候效应产生重要影响。

此次成果的发表，不仅为深化认识气溶胶化学过程及其与环境大气相互作用机制提供了新的科学依据，也对区域大气污染防控与气候效应评估具有重要的理论价值和实践意义。

据悉，该研究得到国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。清华大学深圳国际研究生院、法国国家工业环境与风险研究所、法国国家科学研究院气候与环境科学实验室、瑞士保罗谢勒研究所等多家国内外单位的专家学者共同参与了本研究。