作者:高雅丽 来源:中国科学报 发布时间:2017/11/13 10:00:39
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辛金元:把科研做在祖国大地上

 辛金元

10月30日上午,“赵九章优秀中青年科学奖”(简称赵九章科学奖)在中国科学院国家空间科学中心揭晓,中科院大气物理研究所研究员辛金元获得大气物理领域赵九章科学奖。

■本报见习记者 高雅丽

10月30日上午,“赵九章优秀中青年科学奖”(简称赵九章科学奖)在中国科学院国家空间科学中心揭晓,中科院大气物理研究所研究员辛金元获得大气物理领域赵九章科学奖。面对鲜花和荣誉,他说:“我只是一名普通的科研人员,要扎扎实实把科研做在祖国大地上。”

“搞研究要坐得住”

辛金元出生于内蒙古,与大多数科研人员不同的是,他曾有一段“携笔从戎”的经历。2002年获兰州大学大气物理与大气环境专业硕士学位后,辛金元怀着对军营的向往之情,进入中国人民解放军防化学院,成为一名军校教员。

“刚入伍的半年我们都在进行训练,前三个月是正规的军事化集训,剩下的时间要到基层锻炼,接受部队教育。”回忆起当时的军旅生涯,辛金元对《中国科学报》记者说:“那时的生活非常充实,做自己喜欢的事情,就不觉得辛苦。”

在工作期间,怀着对专业的极大热爱和兴趣,辛金元一边教书,一边复习考博。他说:“复习都是利用业余时间,部队鼓励我们上学深造,我觉得还是要有奋斗目标和梦想,能到更高的平台去学习是非常难得的机会。”

通过努力,他成功考上了博士,又开启了“边工作、边读博”的模式。博士期间,2005年获“求是研究生奖学金”、2006年获“学笃风正”奖;2009年博士学位论文获得“全国百篇优秀博士学位论文”提名。

2007年10月,辛金元退役离开中国人民解放军防化学院,进入中科院大气物理所工作。回想部队经历,他说:“我觉得能有这样的经历,真的非常宝贵,五年的军旅生涯给我留下了宝贵的财富,从身体到思想对自己影响巨大。”直到现在,他依然保持着早起的习惯,“遇到挫折,想想在部队的日子,都不会觉得有多么难” 。

从内蒙古到兰州,再到北京,地域不断变化,不变的是辛金元对科研工作的虔诚和认真。“从大学开始我对自己的专业方向产生兴趣,觉得自己应该投入到做科学研究的队伍里。我非常感谢兰州大学,非常感谢我的导师对我的培养和教育,他们让我明白,搞基础研究就得坐得住,甘于寂寞,坚持做一些对国家发展有用的事情,研究工作才有意义和价值。”

与气溶胶的十年“缘分”

博士期间,辛金元跟随导师兰州大学王式功教授和中科院大气所王跃思研究员开始从事“气溶胶光学特性”联网观测与研究工作;毕业到中科院大气物理所工作后,他继续从事大气气溶胶特性与大气污染观测研究工作,在气溶胶观测研究领域奠定了坚实的研究基础。

辛金元说:“大气气溶胶一般指悬浮在大气中的固体或液体微粒。气溶胶依据排放源与排放机理的不同可分为典型的6种类型,沙尘气溶胶、海盐气溶胶、火山气溶胶、生物质气溶胶和城市工业气溶胶;此外,还有二次生成的气溶胶,例如工业排放的二氧化硫、氮化物、VOCs等前体物在自然界中会形成非常细小的颗粒物。现在国家经济发展迅速,污染排放导致气溶胶的特性在不断变化,很多人对它心生恐惧,其实不用那么紧张。如果没有气溶胶,也就没有我们绚丽多彩的世界。”

对于中国的气溶胶特性,辛金元进一步解释道:“国内与国外有很大差异,我国气溶胶浓度高,理化和光学特性都很复杂。现在看来,我国北方广袤的沙漠戈壁以及大面积祼露地表导致沙尘气溶胶自然排放高;同时,高速工业化发展带来的污染排放对气溶胶特性影响巨大,这些都与欧美国家不同,因此不能用十年前的观点解释目前我们面临的问题,也不能照搬国外的研究经验和方法解决国内的问题。”

基于这样的现状,辛金元在研究气溶胶的十多年历程中,坚持着“必须把基础观测跟上”的信念,主持建立了中国背景区域太阳分光光度计观测网,目前已在全国设立36个观测站。

“这个观测网络不是业务化网络,而是研究性观测网,做基础研究工作,国内这么做的不多,坚持下来其实也挺难的。”辛金元告诉记者,十多年的观测,他几乎把全国36个观测站都走了一遍。

在科研工作中,他先后主持国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划课题、中科院战略先导专项子课题等共10项科研项目;组织实施中国区域背景气溶胶光学特性联网观测,参与组织中国气溶胶组分和浓度地面联网观测及京津冀城市群大气环境综合联网观测。采用统一仪器设备、统一观测标准和数据分析规范,课题组研究人员系统建立了中国典型区域气溶胶物理浓度、化学组分与光学特性的综合观测研究平台。

通过扎实的基础研究,辛金元发表论文110余篇,其中75篇SCI,影响因子累计260,论文总引2200多次,先后获得首届国家优青、全国优秀气象工作者等10项科技奖励与荣誉称号。

污染治理需要科学指导

在中国,不同地区气溶胶物理化学特性及其光学特性存在较大差异,而观测网数据对研究我国气溶胶气候辐射效应与环境健康效应非常重要。

辛金元说:“未经系统订正的国内外卫星气溶胶产品存在很大误差,之前美国NASA利用卫星数据反演我国的PM2.5污染非常严重;但是通过我们的观测网络研究发现,NASA卫星反演结果显著高估了我国中东部PM2.5浓度。因此,唯有建立自己的观测网络在科学研究上才能避免受制于人,我们不能总跟着别人的脚步走。”

随着天气逐渐转冷,公众所关心的雾霾问题又摆在了桌面上。他说:“大气能见度是否改善、能否看到蓝天,是公众感知大气污染程度的最直观指标,也是当前政府治理大气污染的关键目标。”

课题组最新研究发现北京地区PM2.5的质量浓度相对于气溶胶消光存在敏感阈值。北京市PM2.5消光浓度阈值全年平均为63μg·m-3;春季最高,为74μg·m-3,其他三个季节阈值基本相当为54~56μg·m-3。北京市环保局2017年力争将PM2.5浓度控制在60μg·m-3左右,这一目标已接近消光浓度阈值。随着大气污染管控的进一步加强,北京市大气能见度将有望持续改善,公众将能见到更多蓝天。但鉴于春季与其他三个季节阈值相差达20μg·m-3,目前实行分阶段、分目标控制非常必要。

中国区域气溶胶综合特性观测网表明,我国不同区域的气溶胶来源、化学成分与天气条件差异导致大气气溶胶消光效率存在较大差异,不同区域PM2.5消光阈值有一定的不同。辛金元说:“南方气候湿润,气溶胶易吸湿增长,在污染治理实现蓝天的意义上,南方治理难度更大,北方首要任务是削减排放总量。

《中国科学报》 (2017-11-13 第6版 院所)
 
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