2023年11月30日，國務院印發(fā)實施第三個國家清潔空氣行動方案——《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動計劃》，提出進一步改善我國空氣質(zhì)量的明確要求和具體目標，其中包括到2025年，全國地級及以上城市細顆粒物（PM2.5）濃度比2020年下降10%，北京市控制在32微克/立方米以內(nèi)。
這些指標并未引起多大“水花”，人們似乎都相信達到這些指標是水到渠成的事。然而2013年，我國公布第一個清潔空氣行動方案——《大氣污染防治行動計劃》，即“大氣十條”，提出到2017年將北京市PM2.5年均濃度控制在60微克/立方米時（當時為90微克/立方米），幾乎沒有人相信真的可以做到。
4年內(nèi)將PM2.5年均濃度降低1/3，這在全球城市空氣污染治理史上都沒有先例。但中國做到了，監(jiān)測結(jié)果表明，2017年北京地區(qū)PM2.5年均濃度為58微克/立方米。
取得這樣的成績和社會各界協(xié)力治霾密不可分。其中，一項杰青項目支持的基礎(chǔ)研究為治霾提供了重要科技支撐。
“我們很幸運參與到國家大氣污染治理行動中。”清華大學地球系統(tǒng)科學系教授張強表示，“通過認識和分析排放源，我們找出治理的薄弱環(huán)節(jié)，指出下一階段治理的優(yōu)先方向，并用于國家清潔空氣行動方案的制定和實施。”
被應用“倒逼”的基礎(chǔ)研究
經(jīng)過10年努力，今天京津地區(qū)又可以經(jīng)常看到藍天白云了，但很多人還記得曾經(jīng)有霧霾的日子。
2013年我國頒布“大氣十條”時，正處于經(jīng)濟快速發(fā)展過程中，一方面，經(jīng)濟體量很大，污染源涉及從工業(yè)、交通到生活的方方面面；另一方面，污染源和污染體系復雜，不同污染源排放大量顆粒物和氣體污染物，涉及成百上千種不同化學組分，其物理化學特征差異巨大。
“實際上，當時我們對污染源的構(gòu)成并不清楚。”張強說，“要把如此復雜的污染源弄清楚，本身就是很大的挑戰(zhàn)。”
張強認為，霧霾雖然受氣象條件等因素影響，但主因是人為污染物排放。因此不管是了解大氣污染的科學規(guī)律還是治理實踐，首先要把污染源弄清楚，不同地域、時段、行業(yè)，哪個污染源的排放影響最大。
2016年，張強得到杰青項目支持，圍繞人類活動產(chǎn)生的大氣污染排放源展開研究。當時，正是我國大氣污染治理的攻堅階段，因此立項伊始，項目就不斷被需求“倒逼”。
“這項研究的需求牽引特點非常突出。”張強說，“一方面，當時的治污任務很重、很迫切，不能等科學家把機理完全研究清楚再著手治理，所以我們始終處于邊研究邊應用的狀態(tài)；另一方面，實際治理工作隨時給我們提出新的更高要求。”
由于我國地域遼闊，各地經(jīng)濟發(fā)展速度不一，各行業(yè)技術(shù)水平、生產(chǎn)流程、管理方式差異很大，因此大氣污染排放源構(gòu)成異常復雜。
“我國的排放源數(shù)量大、變化快，傳統(tǒng)方法很難刻畫出實際排放特征，更難實現(xiàn)排放清單在準確性和時空分辨率方面的提升。”張強說。
開始治理的前兩年，效果并不理想。雖然PM2.5年均濃度在下降，但一到秋冬季，污染就會加重。2015年至2016年，北京市還出現(xiàn)幾次時間跨度較長的重污染過程，并啟動了紅色預警，給人的感覺是“越治越霾”。一時間人心惶惶，社會輿論沸騰。
在杰青項目的支持下，張強主持的“人為源大氣污染物排放”研究瞄準大氣污染物排放的定量表征問題，在動態(tài)排放清單方法學及排放驅(qū)動力分析、區(qū)域高時空分辨率排放清單研發(fā)及應用、基于立體觀測的排放校驗與評估等方面開展了一系列原創(chuàng)研究。
在這些研究成果基礎(chǔ)上，張強團隊發(fā)現(xiàn)，在全年時段，京津冀區(qū)域的工業(yè)污染源排放影響最大；而在污染嚴重的秋冬季，居民采暖、生活用散煤排放影響最大。這些結(jié)論連同相關(guān)建議很快被采納。2017年，環(huán)境保護部等聯(lián)合頒布的《京津冀及周邊地區(qū)2017—2018年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅行動方案》，針對區(qū)域尺度工業(yè)排放和居民散煤部署制定了具體治理措施。
很快，治理見到成效。當年的監(jiān)測結(jié)果顯示，北京地區(qū)PM2.5年均濃度達到58微克/立方米。
“我們另一貢獻是構(gòu)建了精細的二氧化碳和大氣污染物排放數(shù)據(jù)集，并在實際應用中不斷反饋、改進、迭代升級。”張強說，“無論是科學研究還是污染治理實踐，這個數(shù)據(jù)集都實現(xiàn)了應用，如國家空氣質(zhì)量預報預警系統(tǒng)就用到了我們的數(shù)據(jù)。”
原創(chuàng)性和獨特性非常重要
2009年，張強完成博士后研究加入清華大學，開始進行排放源表征方面的研究。當時這個方向比較冷門，很少有人涉足。
2015年，38歲的張強初次申請杰青項目失利。他很快梳理問題、調(diào)整思路，“卷土重來”，沒想到第二年非常順利�；貞洬@得杰青項目支持的經(jīng)歷，張強覺得“很幸運”。
“這項工作涉及大量數(shù)據(jù)采集、處理和分析工作，一方面比較基礎(chǔ)、枯燥，另一方面很難快速出成果，甚至不容易發(fā)表論文。”張強補充說，“雖然前期沒有發(fā)表太多論文，但是杰青項目不太看重這些，因此這次申請過程比較順利。”
得到杰青項目支持后，張強在前期積累數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上深入挖掘科學問題，很快取得了一系列有影響的成果。因此，他認為要想獲得杰青項目的青睞，首先工作要有原創(chuàng)性和獨特性。不管自由探索還是國家需求牽引，找到重要的科學問題，進行有特色、有價值的研究，才能從激烈的競爭中脫穎而出。
“第一年的本子我主要寫自己做了什么，但沒有成功。”張強說，“第二年更突出工作的科學意義、價值，以及研究的獨特之處和解決問題的思路。這才是更能吸引人、打動人的東西。”
后來，張強成為杰青項目評審專家，在看到更多杰青項目申請書后，他越發(fā)確信自己的判斷。
“一定要突出特色，堅持自己的方向。搞研究不一定要追熱點，什么‘熱’去做什么。”張強強調(diào)，“能把‘冷板凳’坐熱，更容易獲得杰青項目的認可。”
“比自己做出成果更有價值”
2023年初，張強負責的杰青項目結(jié)題驗收時，被評為“優(yōu)秀”。
在杰青項目、創(chuàng)新研究群體項目的穩(wěn)定支持下，張強團隊將污染物排放源研究深入下去，不斷完善和更新方法，并把在中國積累的經(jīng)驗和方法擴展到全球尺度。
同時，張強團隊的年輕研究人員開始向排放對氣候、環(huán)境、健康的影響，以及未來如何實現(xiàn)協(xié)同減排等方面拓展，并取得了不錯的成績。
“我們的數(shù)據(jù)集現(xiàn)在對科學界無償開放共享，用戶可以按照需求定制不同時段、行業(yè)的污染源信息，同時進行在線數(shù)據(jù)分析。”張強說，“已經(jīng)有不少國內(nèi)外團隊利用我們的數(shù)據(jù)集做出了很好的成果。能為科學家提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，我覺得比我們自己做出成果更有價值。”
滾動支持覆蓋創(chuàng)新“黃金期”
2024年，自然科學基金委對杰青項目進行系列改革，擇優(yōu)遴選、滾動支持。對此，張強認為，這將突出杰青項目的項目屬性，為最有活力的青年科學家提供長期穩(wěn)定支持，讓他們沉下心去，做最難、最具挑戰(zhàn)性的工作。
“以前的5年資助期有點短。”張強說，“滾動支持可以延續(xù)到15年，基本上能覆蓋科學家的科研‘黃金期’，讓其在創(chuàng)造力最旺盛的階段心無旁騖地進行研究。”
另外，科研領(lǐng)域一直努力“破五唯”。杰青項目在滾動支持優(yōu)秀人才的同時，還對項目進行分級評價，并將其反饋到依托單位，作為杰青項目負責人科研表現(xiàn)的評價參考。
“這會使科學家不‘躺平’，也會淡化‘帽子’屬性。”張強說，“杰青項目是國家自然科學基金的品牌，也是我國科研資助項目的品牌。未來，希望給予青年人更多支持，讓更多優(yōu)秀年輕人獲得資助。”■
《科學新聞》 (科學新聞2024年8月刊 封面)