温室气体和大气污染物无形无迹、难以捉摸。要想精准施策、科学开展气候环境治理，首先必须有一份摸清排放家底的精准“账本”。

2020年，国家自然科学基金创新研究群体项目“大气成分变化及气候环境影响”（以下简称项目）启动。清华大学地球系统科学系一支汇聚了大气科学、环境科学、气候变化经济学等多学科骨干力量的科研队伍集结成立。

在项目的支持下，科研团队构建了高分辨率温室气体和大气污染物排放数据库，并在此基础上揭示了气候变化与空气污染的协同应对机制及减排策略，为减污降碳协同应对国家重大战略需求提供了科技方案。2025年，该项目完成结题验收。

“基础研究应当始终紧盯国家需求，为解决实际问题提供科学支撑。”近日，中国科学院院士、清华大学地球系统科学系教授张强告诉《中国科学报》，“正是这样的初心，让我们能在一个方向上坚持多年，取得了一系列理论与应用成果。”

张强在工作中。受访者供图

原创理论孕育中国方案

治理大气污染，首先要“摸清家底”。过去，人们往往只看到哪里污染严重，却难以明确是谁排污、排了多少。因此，要开出精准药方，就必须将模糊的定性判断转化为精确的定量数据，搞清污染物在时空上的具体分布与结构。

早在2016年，张强就在青年科学基金项目（A类）资助下，围绕人类活动产生的大气污染源排放展开研究。这些工作主要聚焦于定量分析复杂的人类活动到底释放了多少污染物，不同部门和行业的排放构成如何，它们在时空上呈现怎样的分布特征。

针对全国范围各类排放源构成复杂、体量巨大的特点，张强带领团队构建了大气成分源排放精细化动态表征技术体系，建立了中国大气污染物高分辨率排放清单数据库。这一数据库在技术层面显著提升了我国大气污染源排放表征能力，应用层面则为精准治污提供了决策依据。

气候变化与空气污染存在“同根同源”的关系。“这两个问题都主要源自化石燃料的燃烧与利用过程。该过程既产生二氧化碳，又排放各类污染物。”张强介绍，“像中国这样的发展中国家往往同时面临治理空气污染和应对气候变化的压力，如何统筹考虑不同大气成分的气候环境效应，走出一条温室气体和大气污染协同治理的道路，是广大发展中国家共同面临的重大课题。”

针对这一国际公认的前沿方向缺乏系统完善理论体系的现状，张强带领团队决定迎难而上。“我们瞄准‘大气成分变化及气候环境影响’这一主题，申报创新研究群体项目，致力于提出一套由中国科学家设计的减排路径。”

恰逢2018年《打赢蓝天保卫战三年行动计划》颁布实施，张强团队深刻认识到，攻克这一科学前沿问题与国家重大战略需求高度契合。回应国家呼唤、勇担科研重任，成为团队共同的信念。“我们期望提出新的减排路径，为气候治理与空气质量改善提供关键的科学支撑。”2020年，项目正式启动实施。

学科交叉破解复杂问题

面对如此复杂的问题，张强团队深知单一学科难以胜任。“要真正实现协同治理，光懂自然科学不够，还得算好经济账。”张强解释道，“同样的减排措施，在不同地区、不同行业实施，成本差异巨大。如果不考虑经济效益，政策就难以落地。”

该项目为跨学科组队攻关提供了良好平台。张强作为学术带头人，特意从海外高水平机构邀请具有气候变化经济学背景的关大博和刘竹“入群”，并与清华大学地球系统科学系从事气候模拟的罗勇、林岩銮等学术骨干联合，组建起这支多学科融合的队伍。

张强还记得项目申请答辩时一位评委的犀利提问：“你们对中国的问题研究得很好，但这套体系放到全球是否依然适用？”正是这一问，促使团队深思基础研究成果如何从立足中国迈向服务全球。

几年来，在项目支持下，张强团队圆满完成了既定研究任务，相关成果取得了前沿性的科学突破，兼具重要的学术价值与广泛的国际影响力。在排放源表征技术层面，团队创建了一套新方法，成功使大尺度排放表征的空间精度从行政区水平跃升至排放源个体水平，并据此构建了全球重点行业设施尺度大气成分排放数据库。在这一数据库基础上，团队发展了大气科学、环境科学与经济学多学科交叉模型方法，设计出高度融合气候治理与空气污染治理措施、充分释放碳污协同减排潜力并兼顾成本效益的路径，从而达到切实保护人群健康的目的。

与此同时，一系列研究成果已深度融入国家环境治理决策体系。例如，排放源表征方面的成果有力支撑了国家大气排放源清单业务体系构建及“大气污染物和温室气体融合排放清单编制”工作；团队揭示了“双碳”目标下中国未来中长期 PM2.5 污染演变进程，阐明了实现碳中和目标对中国从根本上改善空气质量的重要作用。

对此，张强自豪地表示：“技术研判结果显示，中国科学家在排放源表征领域的研究在国际上已实现了从‘并跑’到‘领跑’的跨越，意味着我国科学家已在全球大气环境科学体系中占据了一席之地。”

久久为功，终有回报

时间回到2009年，张强回国加入清华大学时，关于空气污染问题的基础研究尚处于起步阶段，经费短缺、关注度低是常态。“当时排放源研究是‘冷门’，数据量大、难度高、出成果慢，科研氛围很‘安静’，但我坚信这是解决环境问题的根本所在。”张强回忆道。

回国后的最初几年，张强团队始终聚焦排放源研究这一方向，在“冷板凳”上默默耕耘。他们花费大量时间收集整理各类排放数据，建立起一套适合中国国情的排放核算方法体系。

2013年起，面对国家环境治理的紧迫需求，团队前期的积累迅速转化为实战能力。张强表示，该研究具有突出的需求牵引特点，“治污任务迫使我们边研究边产出边应用，及时响应治理一线不断升级的新要求”。

如今，当科研成果化作肉眼可见的蓝天白云，当百姓切实感受到环境的改善，这种超越所有论文指标的成就感成为激励团队年轻一代前赴后继、矢志不渝的精神源泉。

据了解，项目团队是一支典型的青年军。2020年项目启动时，张强只有42岁，核心骨干中还有两位39岁和34岁的青年才俊。

“早早让有活力的青年人挑大梁、担重担，去攻坚与国家战略需求高度契合的重大科学问题，年轻队伍才能真正成长起来。”张强深有感触。他认为，关键在于赋予年轻人清晰的方向感，让他们坚信自己所从事的是服务国家、造福人民的前沿工作。

与此同时，张强团队也鼓励成员交叉合作、错位发展。“如果大家都跟着负责人的方向做，最后成果同质化，既不利于脱颖而出，也会导致内部过度竞争。”他说，“大家各自开拓新方向，同时又保持合作，才能实现‘1+1>2’的效果。围绕同一个目标努力，久久为功，最终肯定会有回报。”

“我们的任务更重了”

常有人问：“现在空气质量已经这么好了，你们是不是可以歇歇了？”面对这样的疑问，张强回答，“恰恰相反，我们的任务更重了”。

PM2.5对人群的健康影响巨大。刚刚颁布实施的环境空气质量新标准，将PM2.5年均浓度二级限值从35微克/立方米调整为25微克/立方米。在张强团队看来，只有将PM2.5控制在更低水平，才能真正构筑起保护人民健康的防线，尤其是为儿童、老年人等脆弱群体提供更安全的环境。这正是他们面向人民生命健康开展科学研究的新坐标。

2025年，张强团队成功获批国家自然科学基金委员会专门针对青年科学家团队设立的卓越研究群体项目（B类）。张强介绍，在卓越研究群体项目（B类）的支持下，他们联合了中国科学技术大学、中国气象科学研究院等高校和科研机构，在大气成分智能感知方面形成了更强大的攻坚合力。

面向未来，他们期待通过自主研发大气成分协同变化智能感知技术，构建全球大气成分三维立体感知数据库，并在此基础上深入研究大气成分的协同演化机制以及气候健康效应，进而为全球气候环境治理提供更具针对性的科学支撑。

采访最后，张强特别为自然科学基金委专门支持青年科学家的新举措点赞。“创新研究群体和卓越研究群体项目都设立了专门支持青年科学家团队的类别。这类项目鼓励青年人基于优秀的想法自发‘抱团’，只要展现出解决重大科学问题的潜力，就能获得稳定支持，及早挑大梁、唱主角。”他表示。