2024年9月23日，我院欧洲科学院院士俞绍才教授团队在国际综合性顶级期刊《Proc Natl Acad Sci USA（PNAS）》上发表了题为“Less anthropogenic aerosol indirect effects are a potential cause for Northeast Pacific warm blob events（人为气溶胶间接效应减少是东北太平洋暖斑事件的潜在成因）”的研究论文。浙江工商大学是论文的第一完成单位和通讯单位。

第一作者：姚宁宁，宋哲，陈浪

通讯作者：俞绍才，李鹏飞，陈进生

通讯单位：浙江工商大学，中国科学院

https://doi.org/10.1073/pnas.2414614121

2010年以来，东北太平洋发生了多次破纪录的极端暖海表面温度（SST）事件（也称暖斑）。暖斑是发生于中纬度东北太平洋混合层的持续性异常增暖现象，呈现出显著加速的趋势，并带来了多次极端暖异常事件。它们引发了整个海岸的有毒藻类大量繁殖，导致数千头座头鲸失踪死亡，清空阿拉斯加鳕鱼渔民的渔网，并在北美海滩上留下因为饥饿而死亡的海鸟。除了对局地海洋生态的影响，暖斑也会对北美、欧亚、以及大西洋的气候产生重要影响。全球气候是一个联动的统一整体。海洋变暖向我们发出了一个非常紧急的信号，因为它的变暖会通过一系列的大气桥过程，也就是大气的遥相关机制，影响到陆地气候，从而对我们的生活造成影响。

人为气溶胶排放变化则在2010年前后分别减缓和加剧了增暖的幅度。与温室气体强迫的长期增暖效应不同，人为气溶胶强迫对海洋增暖速率的影响主要反映在年代际的调整上。暖斑事件除了受局地大气环流和海洋动力过程的影响外，还可能与全球变暖背景下自然变率或者人为因素导致的大气罗斯贝波列和海洋环流等物理过程的变化有关。

人为气溶胶云介导的辐射效应是特定海洋区域反照率的一个至关重要的因素。这是由于人为气溶胶会导致更多的小云滴，通过在云中长时间里积聚的水，增加了云层覆盖和含水量，从而将更多的太阳热量反射到太空。这种影响在海洋上最强，因为那里有充足的水分来维持广大地区的低空云层。本研究使用美国NOAA的后向轨迹模型（HYSPLIT）对2018年东北太平洋（NEP）的位置（40°N，140°W）计算每个月的后向轨迹。如图1所示，采用欧氏距离聚类选项进行轨迹聚类分析，确定每个月不同的聚类轨迹，并显示相应的百分比。对春季（3月、4月和5月）、夏季（6月、7月和8月）、秋季（9月、10月和11月）和冬季（12月、1月和2月）进行后向轨迹计算的天数分别为30、40、30和20天。结果发现来自中国的气团及其空气污染物在所有季节月份均可到达东北太平洋地区，但气团的传输路径和传播程度随季节月份的变化显著，冬季，气团从中国到达东北太平洋地区需要约20天，而夏季则需要约40天。本研究根据云和地球辐射能系统（CERES）卫星的测量数据，分析了2003年至2020年NEP（160°W-142°W，40°N-52°N）气溶胶光学厚度（AOD）、液态水路径（LWP）和云光学厚度（COD）观测平均值的时间序列，如图2所示。结果表明，在NEP地区AOD、LWP和COD的年变化趋势是一致，在2011年左右达到峰值，然后下降和在2016年左右再次上升（图2A）。而进一步分析表明，NEP的AOD和亚洲东部地区AOD在2003年至2020年期间的年变化趋势也是一致。 

基于以上得出结论：由于近些年中国地区人为气溶胶快速消减，造成区域输送的人为气溶胶显著减少，导致东北太平洋地区气溶胶的显著下降，通过减少云层覆盖和含水量（即减少间接气溶胶辐射强迫），进而将太阳光热反射到太空中变少，使2003年至2020年期间东北太平洋暖斑事件更加频繁和强烈。本研究揭示了人为气溶胶排放变化的大尺度气候效应，为理解人类活动对海洋影响提供了新的视角，从而提高对东北太平洋海温变异的预测能力。  

浙江工商大学统计与数学学院/环境科学与工程学院博士生姚宁宁、浙江大学环境与资源学院博士生宋哲、浙江工商大学统计与数学学院/环境科学与工程学院陈浪博士为本文共同第一作者。浙江工商大学环境科学与工程学院欧洲科学院院士俞绍才教授、中国科学院上海技术物理研究所李鹏飞副研究员及中国科学院城市环境研究所陈进生研究员为本文通讯作者。本文合作者包括浙江商大学环境科学与工程学院孙玉海博士、江博琼教授。该项研究得到国家自然科学基金等项目资助。

图1：2018年东北太平洋（NEP）（40°N，140°W）每月气团后向轨迹聚类分析。

图2：2003年至2020年东北太平洋（NEP）海洋（160°W-142°W，40°N-52°N）上观测到的（A）年和（B）月平均气溶胶光学厚度（AOD）、液态水路径（LWP）和云光学厚度（COD）的时间序列。

作者介绍

姚宁宁（第一作者），浙江工商大学统计与数学学院/环境科学与工程学院博士生，研究方向为大数据环境统计，主要研究气溶胶云微物理过程对气候的影响以及大气污染的统计分析，在国内外期刊发表论文8篇，主持并参与厅级以上项目3项，曾获得国家励志奖学金2项，全国研究生数学建模竞赛二等奖，校级科技论文报告会一等奖。

陈浪（第一作者），博士，浙江工商大学统计与数学学院/环境科学与工程学院师资博士后，研究领域为大气污染物检测技术的研发、空气质量模型改进与开发及大气边界层内高空大气污染成因解析。已在环境领域PNAS、Science of the Total Environment等国际主流期刊共发表14篇论文，其中以第一作者及共同一作发表SCI论文4篇，并授权10项专利。参与国家自然科学基金重大科研仪器研制项目、国家重点研发计划、浙江省“领雁”研发攻关计划等项目。获浙江省生态环境科学技术奖、浙江工业大学优秀毕业生等奖项。

俞绍才（通讯作者），欧洲科学院（Academia Europaea）院士，浙江工商大学学术副校长，特聘教授，博士，博士生导师，浙江大学兼任教授。主要研究方向为通过不同时间和空间尺度 (城市-区域-全球尺度) 的多元数值模拟研究大气污染-灰霾（气溶胶）-云-气候-能源的相互作用和雾霾的形成以及机动车尾气排放的环境、气候与健康效应。 主持国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目、国家自然科学基金面上项目、国家科技部重点研发计划项目课题、国家科技部支撑计划子项目等10多项。以通讯作者在三大世界顶级的综合性科学杂志Nature 上发表1篇, Science上发表1篇及PNAS 上发表4篇，同时还在New England of Medicine、One Earth、Environ. Sci. & Tech等国内外学术刊物上发表同行评审的论文100多篇。获美国国家环保署2011年银质奖章，获美国国家环保署2011年科学与技术成就二等奖, 获美国国家环保署2011年科学与技术成就荣誉奖奖。 

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