港科大、南科大和深圳國家應用數學中心研究團隊揭示氮在全球有機氣溶膠吸收中的主導作用

由香港科技大學(港科大)、南方科技大學（南科大）及深圳國家應用數學中心（NCAMS）聯合組成的研究團隊，提出以氮元素為核心的全新理論框架，解釋大氣有機氣溶膠吸光效應。研究成果近日在國際頂級期刊《科學》發表，揭示含氮組分在全球大氣有機氣溶膠吸光性中的主導作用。這項發現標誌著在提升氣候模型準確性，能制定更具針對性的策略以減緩空氣顆粒對氣候影響方面的重要進展，具有重要科學意義。

大氣氣溶膠通過吸收和散射太陽光輻射影響地球氣候，其中有機氣溶膠在近紫外到可見光波段具有顯著的吸光能力。然而，由於有機氣溶膠組分複雜且在大氣中不斷演化，其氣候效應的評估一直存在挑戰。

有見及此，由南科大環境科學與工程學院兼NCAMS教授傅宗玫教授，及港科大化學系兼環境及可持續發展學部講座教授郁建珍教授領導的團隊合作展開研究，以理解大氣氣溶膠對氣候變化的影響。傅宗玫教授表示：「傳統模式只考慮有機氣溶膠中總碳元素的化學演化，無法有效闡明大氣有機物來源、演化過程與吸光性質之間的關係。我們首次量化有機氣溶膠中含氮吸光組分——棕色氮的全球豐度，並揭示棕色氮光學性質隨組分演化的演變規律。」

論文的第一作者、港科大與南科大聯合聯合培養的博士畢業生李鈺敏博士補充道：「我們的研究顯示，棕色氮的全球平均吸光性直接輻射效應為0.034瓦每平方。棕色氮貢獻了全球有機氣溶膠約70%的吸光效應，而且其化學演化主導了有機氣溶膠吸光的時空變化。」

研究成果強調了在未來氣候和空氣品質模型中納入含氮組分的重要性。隨著氣候變暖將導致生物質燃燒增加，而由此排放的高吸光性棕色氮氣溶膠將進一步促進氣候變暖，形成一個此前未知的正回饋機制。

郁教授指：「我們的研究為理解大氣有機氣溶膠的氣候效應，提供了以氮為核心的新的視角，對理解地球氣候-化學相互作用具有重要意義。理解這些相互作用，以及識別其他非含氮的吸光有機物，對於改善大氣模型和制定更有效的空氣污染控制策略至關重要。」通過揭示氮驅動的大氣溶膠吸收的關鍵作用，這項研究為預測氣候變化影響和指導減緩策略，提供更為準確的框架。

研究成果最近在國際頂級期刊《科學Science》上發表，論文題為《氮主導全球大氣有機氣溶膠的吸光效應》。第一作者為李鈺敏博士，傅宗玫教授和郁建珍教授為共同通訊作者。南科大為該論文第一單位。