安俊嶺：甘居一隅守家園

本刊記者 徐芳芳

安俊嶺

當風揚起細灰和微塵，海水濺沫蒸發形成鹽粒，火山爆發的散落物以及森林火災的煙塵滾滾而來，當建筑被拆毀、煤碳在燃燒，工廠煙囪與汽車尾氣管無休止地噴吐……大氣環境被污染物吞噬。這些污染物被排放后歷經了哪些化學變化？它們在大氣環境中如何輸送、被清除？給天氣、氣候以及人類的生產生活帶來怎樣的影響……

有那么一群人，他們沒有統一的方向，從事著并不相同的科學研究，但目標卻驚人的一致。時而抬頭望天，時而埋首攻堅，他們為已經打響的環境保衛戰殫精竭慮、盡心盡力。安俊嶺作為其中一員，從大氣探測到風洞冰雪晶的研究，從土壤酸化到大氣污染物演化機理的研究，他主持過國家自然科學基金重點項目、原“863”計劃課題、國家重點研發計劃“大氣污染成因與控制技術研究”重點專項項目等，研發了長期土壤酸化動態模式LTSAM、區域空氣質量模式RAQM、大氣污染應急響應數值預報模式IAPERM，而目前正與合作團隊為全耦合多尺度空氣質量預報模式系統的研發攻堅克難。

守家護園這條路，安俊嶺一走就是20多年。

走在發展前端

敏銳的前瞻性是安俊嶺科研選擇的有力依仗。從1996年博士畢業留任中國科學院大氣物理研究所時，他立足國家發展需要，看準大氣環境研究前景，在導師黃美元研究員引導下將研究領域從土壤酸化轉變為區域空氣質量數值模擬。

所謂知之愈深，行之彌堅。研究方向性的把握、科研選題的重要性對于科研工作的發展意義，從安俊嶺一向慎重的思量可見一斑。“1999年的時候，我開始思考非均相化學的研究問題，但苦于一直沒有好的切入點，也就擱置下來。”研究暫擱但有關于此的思考，安俊嶺從未停下來。為了能夠擴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(現更名為空氣污染研究亞洲中心)開展區域尺度大氣化學模式研發工作。

在日本，安俊嶺發展了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，參加了國際模式比較計劃并用于模擬強沙塵暴事件、評估強火山爆發對周邊地區空氣質量的影響等。與可靠的監測資料對比表明，RAQM模式能夠很好地模擬污染物的長距離輸送特征，反映天氣尺度變化的主要特征。

2003年回國后，為應對突發性大氣污染事故科學決策和規范處置的需要，在原“863”課題“突發性大氣污染事件模擬與風險控制技術”的支持下，安俊嶺與合作團隊發展了IAPERM模式,更新了爆炸、燃燒、泄漏源項仿真模塊、氣象場同化模塊、城市冠層影響模塊、濃煙反饋機制模塊等，成功研發我國首個突發性大氣污染監測與預報技術集成移動平臺，該成果入選“十一五”國家重大科技成就展，并在北京參展。約30天的綜合外場實驗和數值試驗顯示，完整應急技術路線穩定暢通, 集成的應急系統穩定、高效。同化方法有效改進了氣象預報場，城市冠層參數化方法顯著改善了重氣和被動氣體擴散模擬能力。另外，安俊嶺還找到了思考近10年的非均相化學過程研究的切入點——氣態亞硝酸(HONO)來源研究。發現HONO新來源通過調節氣溶膠吸濕性組分質量濃度和數濃度引起能見度下降，他由此提出HONO新來源影響能見度和霾的概念模型。

對于新研究，安俊嶺強調：“要心平氣和，要坐得住。”科研時間的投入與成果呈正相關，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。

創新助力全耦合模擬系統提升

安俊嶺表示，目前空氣質量預報模式正在從離線耦合向在線全耦合模式過渡，我國迄今尚未形成全球—區域—城市尺度全耦合空氣質量預報預警系統。考慮到等距均勻嵌套網格技術的局限性，以及改進模式初值、降低源排放的不確定性、完善模式中關鍵物理化學過程表征等需求，中國科學院大氣物理研究所聯合多家合作單位成功申請國家重點研發計劃“大氣污染成因與控制技術研究”重點專項——“全耦合多尺度空氣質量預報模式系統”。該項目將重點發展一個模式，更新/新增7個關鍵模塊，構建一個系統，實現從模式發展、模塊更新/新增、系統構建、業務示范的完整技術流程，為實現指南預期目標提供技術支撐和平臺保障。

發展一個模式，即自適應網格空氣質量預報模式。根據不同污染物的高分辨率源清單和實際地形資料，鎖定各工業、電廠點源位置等，對其周邊網格加密，構建一個統一的自適應網格，充分反映我國實際污染源和地形的分布特征。以此為基準網格，實現自適應網格氣象模式與自適應網格大氣化學輸送模式的完全耦合，研發多尺度自適應網格空氣質量預報模式。

更新/新增7個模塊即更新氣溶膠動力學模塊、穩定邊界層參數化方案、初始場優化、動態污染源反演以及二次污染物來源數值解析模塊，新增HONO形成新機制和二次氣溶膠生成轉化機制模塊等。

安俊嶺及其團隊還發展了氣溶膠微觀動力學模塊，模擬污染生消過程中顆粒物質量濃度和數濃度隨粒徑演變特征，量化核化過程、源排放、化學組分對不同粒徑顆粒物的貢獻，分析污染生消過程微觀動力學成因。對比分析穩定層結條件下，不同參數化方案以及參數取值等對邊界層中氣象要素的影響，他們建立不同邊界層參數化方案模擬與觀測統計關系，優化參數化方案中診斷閾值，遴選并改進穩定邊界層參數化方案。重點研究衛星/地基氣溶膠光學厚度資料等的觀測及伴隨算子，分析多源觀測資料的誤差，設計觀測誤差在目標泛函中表達方法；研究背景誤差協方差在同化系統中簡化方案。基于局地集合轉換卡爾曼濾波同化方法，構建主要污染源的動態分布反演系統；通過同化準實時大氣污染觀測資料，獲得時空分布更準確的主要污染源排放信息。根據化學示蹤物及示蹤物種濃度與總濃度的比例關系，按比例分配液相化學過程、濕沉降過程對示蹤物（和前體物）濃度的改變量，以改進二次氣溶膠和臭氧來源數值解析技術。根據外場觀測實驗、實驗室實驗以及數值模擬最新研究進展，選擇重要的氣態亞硝酸形成新機制，模塊化后耦合于空氣質量模式，改進臭氧模擬濃度。將氣態二氧化硫酸催化生成硫酸鹽、協同反應促進硫酸鹽生成等新機制參數化；實驗室研究我國一次排放有機物的二次轉化典型過程，采用有機氣溶膠元素比值法，構建適合我國大氣條件的有機氣溶膠二次轉化及老化的新算法，并耦合于空氣質量模式。根據煙霧箱實驗最新結果，研究二次有機氣溶膠液相生成過程，發展適用于全球和區域數值模式的高效算法。

與他的部分學生(3位博士)

構建一個系統，即構建全耦合多尺度變網格空氣質量預報模式系統，耦合上述研發模式/模塊，開發多模式集合優化和中期數值預報技術，規范化氣象、排放源處理接口模塊。最后，依托中國環境監測總站平臺，實現全耦合多尺度空氣質量模式系統業務應用示范，重點區域空氣質量達到指南預期指標要求，形成業務流程技術規范。

靜心、盡力，安俊嶺的研究理念從來都不是復雜的。他會順應時代需求做出選擇，會立足國家發展調整方向。一步步行進在路上，于他而言最重要的是專注當下，做好眼前的每一項研究工作。