安俊岭：甘居一隅守家园

本刊记者 徐芳芳

安俊岭

当风扬起细灰和微尘，海水溅沫蒸发形成盐粒，火山爆发的散落物以及森林火灾的烟尘滚滚而来，当建筑被拆毁、煤碳在燃烧，工厂烟囱与汽车尾气管无休止地喷吐……大气环境被污染物吞噬。这些污染物被排放后历经了哪些化学变化？它们在大气环境中如何输送、被清除？给天气、气候以及人类的生产生活带来怎样的影响……

有那么一群人，他们没有统一的方向，从事着并不相同的科学研究，但目标却惊人的一致。时而抬头望天，时而埋首攻坚，他们为已经打响的环境保卫战殚精竭虑、尽心尽力。安俊岭作为其中一员，从大气探测到风洞冰雪晶的研究，从土壤酸化到大气污染物演化机理的研究，他主持过国家自然科学基金重点项目、原“863”计划课题、国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项项目等，研发了长期土壤酸化动态模式LTSAM、区域空气质量模式RAQM、大气污染应急响应数值预报模式IAPERM，而目前正与合作团队为全耦合多尺度空气质量预报模式系统的研发攻坚克难。

守家护园这条路，安俊岭一走就是20多年。

走在发展前端

敏锐的前瞻性是安俊岭科研选择的有力依仗。从1996年博士毕业留任中国科学院大气物理研究所时，他立足国家发展需要，看准大气环境研究前景，在导师黄美元研究员引导下将研究领域从土壤酸化转变为区域空气质量数值模拟。

所谓知之愈深，行之弥坚。研究方向性的把握、科研选题的重要性对于科研工作的发展意义，从安俊岭一向慎重的思量可见一斑。“1999年的时候，我开始思考非均相化学的研究问题，但苦于一直没有好的切入点，也就搁置下来。”研究暂搁但有关于此的思考，安俊岭从未停下来。为了能够扩宽视野掌握更多的前沿信息，2000年他赴日本酸沉降与氧化剂研究中心(现更名为空气污染研究亚洲中心)开展区域尺度大气化学模式研发工作。

在日本，安俊岭发展了RAQM模式。RAQM模式作为日本酸沉降与氧化剂研究中心的代表性模式，参加了国际模式比较计划并用于模拟强沙尘暴事件、评估强火山爆发对周边地区空气质量的影响等。与可靠的监测资料对比表明，RAQM模式能够很好地模拟污染物的长距离输送特征，反映天气尺度变化的主要特征。

2003年回国后，为应对突发性大气污染事故科学决策和规范处置的需要，在原“863”课题“突发性大气污染事件模拟与风险控制技术”的支持下，安俊岭与合作团队发展了IAPERM模式,更新了爆炸、燃烧、泄漏源项仿真模块、气象场同化模块、城市冠层影响模块、浓烟反馈机制模块等，成功研发我国首个突发性大气污染监测与预报技术集成移动平台，该成果入选“十一五”国家重大科技成就展，并在北京参展。约30天的综合外场实验和数值试验显示，完整应急技术路线稳定畅通, 集成的应急系统稳定、高效。同化方法有效改进了气象预报场，城市冠层参数化方法显著改善了重气和被动气体扩散模拟能力。另外，安俊岭还找到了思考近10年的非均相化学过程研究的切入点——气态亚硝酸(HONO)来源研究。发现HONO新来源通过调节气溶胶吸湿性组分质量浓度和数浓度引起能见度下降，他由此提出HONO新来源影响能见度和霾的概念模型。

对于新研究，安俊岭强调：“要心平气和，要坐得住。”科研时间的投入与成果呈正相关，既跨入科研门槛便不能心浮气躁地紧盯成果，更不能被困难所压垮。

创新助力全耦合模拟系统提升

安俊岭表示，目前空气质量预报模式正在从离线耦合向在线全耦合模式过渡，我国迄今尚未形成全球—区域—城市尺度全耦合空气质量预报预警系统。考虑到等距均匀嵌套网格技术的局限性，以及改进模式初值、降低源排放的不确定性、完善模式中关键物理化学过程表征等需求，中国科学院大气物理研究所联合多家合作单位成功申请国家重点研发计划“大气污染成因与控制技术研究”重点专项——“全耦合多尺度空气质量预报模式系统”。该项目将重点发展一个模式，更新/新增7个关键模块，构建一个系统，实现从模式发展、模块更新/新增、系统构建、业务示范的完整技术流程，为实现指南预期目标提供技术支撑和平台保障。

发展一个模式，即自适应网格空气质量预报模式。根据不同污染物的高分辨率源清单和实际地形资料，锁定各工业、电厂点源位置等，对其周边网格加密，构建一个统一的自适应网格，充分反映我国实际污染源和地形的分布特征。以此为基准网格，实现自适应网格气象模式与自适应网格大气化学输送模式的完全耦合，研发多尺度自适应网格空气质量预报模式。

更新/新增7个模块即更新气溶胶动力学模块、稳定边界层参数化方案、初始场优化、动态污染源反演以及二次污染物来源数值解析模块，新增HONO形成新机制和二次气溶胶生成转化机制模块等。

安俊岭及其团队还发展了气溶胶微观动力学模块，模拟污染生消过程中颗粒物质量浓度和数浓度随粒径演变特征，量化核化过程、源排放、化学组分对不同粒径颗粒物的贡献，分析污染生消过程微观动力学成因。对比分析稳定层结条件下，不同参数化方案以及参数取值等对边界层中气象要素的影响，他们建立不同边界层参数化方案模拟与观测统计关系，优化参数化方案中诊断阈值，遴选并改进稳定边界层参数化方案。重点研究卫星/地基气溶胶光学厚度资料等的观测及伴随算子，分析多源观测资料的误差，设计观测误差在目标泛函中表达方法；研究背景误差协方差在同化系统中简化方案。基于局地集合转换卡尔曼滤波同化方法，构建主要污染源的动态分布反演系统；通过同化准实时大气污染观测资料，获得时空分布更准确的主要污染源排放信息。根据化学示踪物及示踪物种浓度与总浓度的比例关系，按比例分配液相化学过程、湿沉降过程对示踪物（和前体物）浓度的改变量，以改进二次气溶胶和臭氧来源数值解析技术。根据外场观测实验、实验室实验以及数值模拟最新研究进展，选择重要的气态亚硝酸形成新机制，模块化后耦合于空气质量模式，改进臭氧模拟浓度。将气态二氧化硫酸催化生成硫酸盐、协同反应促进硫酸盐生成等新机制参数化；实验室研究我国一次排放有机物的二次转化典型过程，采用有机气溶胶元素比值法，构建适合我国大气条件的有机气溶胶二次转化及老化的新算法，并耦合于空气质量模式。根据烟雾箱实验最新结果，研究二次有机气溶胶液相生成过程，发展适用于全球和区域数值模式的高效算法。

与他的部分学生(3位博士)

构建一个系统，即构建全耦合多尺度变网格空气质量预报模式系统，耦合上述研发模式/模块，开发多模式集合优化和中期数值预报技术，规范化气象、排放源处理接口模块。最后，依托中国环境监测总站平台，实现全耦合多尺度空气质量模式系统业务应用示范，重点区域空气质量达到指南预期指标要求，形成业务流程技术规范。

静心、尽力，安俊岭的研究理念从来都不是复杂的。他会顺应时代需求做出选择，会立足国家发展调整方向。一步步行进在路上，于他而言最重要的是专注当下，做好眼前的每一项研究工作。