在国家自然科学基金、国家重点研发计划等项目资助下，暨南大学教授刘绍臣团队与北京大学教授陆克定团队在北半球中纬度地区大气氧化能力演变研究方面取得重要进展，并提出北半球大气自净能力正迎来“历史性拐点”。相关成果近日发表于《国家科学评论》。
羟基自由基（OH）是大气中最主要的氧化剂，决定着甲烷等短寿命温室气体的去除以及臭氧等二次污染物的生成，在空气质量和气候变化中扮演关键角色。受观测手段限制，OH的定量分析主要依赖大气化学模型及卤代烃反演等方法，不同研究对其长期趋势尚未形成一致结论。
研究团队开发了一种基于观测的模型，定量解析了中国、欧洲和美国地表大气OH浓度的时空演变特征，并识别出关键转折点。结果表明，相较于清洁地区，中国、美国和欧洲的OH浓度提升了约300%，主要受人为氮氧化物排放驱动，明确揭示了人为活动对大气氧化能力的显著增强。
然而，这种增长并非无限持续。研究发现，在欧洲和美国，约10%的站点已呈现明显的OH下降趋势，约85%的站点仍保持上升；相比之下，中国的OH目前整体仍处于增长阶段。总体来看，过去五六十年间，北半球中纬度地区的OH浓度大体稳定在（5-9）×106cm-3的高值区间，表明该区域大气氧化能力长期维持在较强水平。
研究进一步指出，随着未来氮氧化物持续减排，区域OH浓度有望逐步越过临界点，进入氮氧化物限制阶段，届时OH浓度将由高位稳定转入下降通道。这意味着大气污染物及甲烷等温室气体在空气中的停留时间可能延长，从而对未来区域空气质量管控与全球气候治理带来新的挑战。
该研究首次揭示，北半球中纬度地区的大气氧化能力可能正处在关键转折阶段。基于观测的模型为OH长期变化提供了较传统模型更可靠的表征，弥补了区域尺度上定量评估人为排放对OH影响的不足，也为协同推进区域空气污染防治与气候变化应对提供了新的科学依据。
相关论文信息：https://doi.org/10.1093/nsr/nwag178
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