华北地区大气化学/气溶胶-辐射-气象相互作用机制及其对大气复合污染的影响

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    91644217
  • 项目类别：
    重大研究计划
  • 资助金额：
    275.0万
  • 负责人：
    韩志伟
  • 依托单位：
    中国科学院大气物理研究所
  • 学科分类：
    D0506.大气化学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Air pollution complex in China is serious now, the north China Plain is one of the most severe air pollution regions, however, the causes for air pollution complex, especially the interaction between atmospheric physical and chemical processes are still not well known. Uncertainty in aerosol optical property is an important issue and a key point in exploring aerosol-radiation-meteorology interaction. The proposed project is aimed to investigate aerosol size distribution, chemical composition, mixing state, hygroscopic growth, optical property and its affecting factors through integrated field experiment and analysis of ground and satellite observations. Based on above data and analysis results, an online coupled atmospheric chemistry/aerosol-radiation-meteorology model is developed and applied to explore feedback mechanism among aerosol-radiation-meteorology and its effects on meteorological variables and aerosols, to quantify relative contribution to mass concentration of total aerosols and each aerosol component from atmospheric physical and chemical processes. This study will provide valuable scientific information for further understanding the causes and weather/climate impacts of air pollution complex.
目前我国大气复合污染形势严峻，华北地区是重污染地区之一，而复合污染的成因，特别是其中大气物理和大气化学的相互作用机制仍不清楚。大气气溶胶光学性质的不确定性是目前面临的难点也是气溶胶-辐射-气象反馈机制研究中的关键。本项目拟通过外场综合观测试验、地基和卫星资料分析，了解该地区冬季气溶胶的粒子谱分布、化学组成、混合状态、吸湿增长规律和气溶胶光学特性及其影响因子；基于上述观测和分析结果发展并运用大气化学/气溶胶-气候耦合模式研究并揭示气溶胶-辐射-气象反馈机制及其对气象要素和气溶胶的影响，量化其中的大气物理过程和化学过程对气溶胶总浓度和各化学组分的相对贡献；为进一步认识复合污染成因及其天气/气候效应提供科学依据。

结项摘要

我国大气复合污染形势严峻，华北地区是重污染地区之一，而大气复合污染的成因，特别是其中大气物理和大气化学的相互作用机制仍不清楚。本项目在北京冬季连续开展了外场综合观测试验，研究了该地区冬季气溶胶的粒子谱分布、化学组成、混合状态、吸湿增长规律和气溶胶光学特性及其影响因子，发展并运用大气化学/气溶胶-气候耦合模式研究了气溶胶-辐射-气象相互作用机制及其对气象要素和气溶胶的影响，量化该机制中各物理和化学过程对气溶胶浓度变化的相对贡献。研究发现重霾期间气溶胶的辐射效应及其反馈机制可以使近地面气温下降，相对湿度增加，风速减小，边界层高度降低，使华北地区平均PM2.5浓度增加39%，气溶胶辐射反馈可通过减弱湍流扩散、增强化学反应和增加区域输送促进气溶胶浓度的增加从而加剧霾污染。本项目揭示了气溶胶辐射反馈机制对华北地区霾污染的重要影响，对气溶胶-辐射-气象相互作用机制提出了新认识，对深入了解我国大气复合污染成因及其天气/气候效应有重要的科学意义。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Aerosol radiative effects and feedbacks on boundary layer meteorology and PM2.5 chemical components during winter haze events over the Beijing-Tianjin-Hebei region
京津冀地区冬季霾事件期间气溶胶辐射效应及其对边界层气象和PM2.5化学成分的反馈
  • DOI：
    10.5194/acp-20-8659-2020
  • 发表时间：
    2020-07-22
  • 期刊：
    ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS
  • 影响因子：
    6.3
  • 作者：
    Li, Jiawei;Han, Zhiwei;Zhang, Renjian
  • 通讯作者：
    Zhang, Renjian
The impacts of urban surface characteristics on radiation balance and meteorological variables in the boundary layer around Beijing in summertime
夏季城市地表特征对北京周边边界层辐射平衡和气象变量的影响
  • DOI：
    10.1016/j.atmosres.2017.07.006
  • 发表时间：
    2017-11-15
  • 期刊：
    ATMOSPHERIC RESEARCH
  • 影响因子：
    5.5
  • 作者：
    Liu, Ruiting;Han, Zhiwei;Li, Jiawei
  • 通讯作者：
    Li, Jiawei
Similarities and Differences in the Temporal Variability of PM2.5 and AOD Between Urban and Rural Stations in Beijing
北京市城乡站点PM2.5和AOD时间变化的异同
  • DOI：
    10.3390/rs12071193
  • 发表时间：
    2020-04-01
  • 期刊：
    REMOTE SENSING
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Fu, Disong;Song, Zijue;Xia, Xiangao
  • 通讯作者：
    Xia, Xiangao
Investigation of hygroscopic growth effect on aerosol scattering coefficient at a rural site in the southern North China Plain
华北平原南部农村场地吸湿生长对气溶胶散射系数的影响研究
  • DOI：
    10.1016/j.scitotenv.2017.04.194
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Science of the Total Environment
  • 影响因子：
    9.8
  • 作者：
    Yunfei Wu;Xiaojia Wang;Peng Yan;Leiming Zhang;Jun Tao;Xinyu Liu;Ping Tian;Zhiwei Han;Renjian Zhang
  • 通讯作者：
    Renjian Zhang
A Modeling Study of the Impact of Crop Residue Burning on PM2.5 Concentration in Beijing and Tianjin during a Severe Autumn Haze Event
秋季重度雾霾天气期间农作物秸秆焚烧对京津地区PM2.5浓度影响的模型研究
  • DOI：
    10.4209/aaqr.2017.09.0334
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    Aerosol and Air Quality Research
  • 影响因子：
    4
  • 作者：
    Zhou Yike;Han Zhiwei;Liu Ruiting;Zhu Bin;Li Jiawei;Zhang Renjian
  • 通讯作者：
    Zhang Renjian

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其他文献

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    李嘉伟;韩志伟
  • 通讯作者：
    韩志伟

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老化过程对沙尘辐射效应和反馈机制的影响研究
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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