近日，我校环境科学与工程学院研究团队在国际权威综合性期刊《科学进展》（Science Advances）发表题为“Widespread surface ozone reduction triggered by dust storm disturbance on ozone production and destruction chemistry”的研究论文。该研究系统揭示了沙尘暴通过复杂气象扰动及大气多相化学过程的耦合作用，诱发大范围地表臭氧浓度显著下降的关键机制。

沙尘对地表臭氧影响的概念框架示意（Zhang et al., Sci. Adv., 2025）

近年来，在多源复合污染影响下，中国大气污染呈现出复杂演变趋势。作为典型的自然源污染事件，沙尘暴与人为污染物的交互影响日益受到关注。研究发现，沙尘暴不仅携带大量颗粒物，还可显著干扰近地面的光化学过程，进而影响地表臭氧的生成与损耗。

本研究发展了一套基于机器学习的观测数据解析系统，可在突发且持续的沙尘污染背景下，揭示影响臭氧浓度变化的驱动机制。该系统能够有效区分气象扰动效应与沙尘粒子本身的化学作用，包括非均相吸收反应、辐射削弱导致的光解速率下降等关键过程，为深入理解沙尘-臭氧相互作用提供了有力工具支撑。结合区域大气化学模式模拟分析，研究进一步量化了沙尘粒子通过非均相反应吸收臭氧、活性氮氧化物（如N₂O₅）和自由基（如HO₂）等关键反应路径在臭氧损耗中的作用。结果显示，这一机制在春季沙尘频发的中国北方地区尤为显著，为理解沙尘气溶胶对我国大气污染的影响提供了新的科学依据。

本研究进一步强调，随着气候变化与人为活动增强，近年来蒙古国及我国西北地区沙尘暴发生频率呈现回升趋势，沙尘不仅影响区域空气质量，还可能通过远距离输送影响全球大气氧化性及光化学平衡。研究呼吁加强对沙尘影响臭氧及大气化学过程的持续观测与模拟研究，进一步优化臭氧与颗粒物的协同治理策略。同时，该成果也为深入理解气溶胶在全球气候变化背景下对空气质量和气候系统的反馈作用提供了新视角。

该研究由我校作为第一署名单位，张运江副教授为第一作者，李楠副教授为共同第一作者，盖鑫磊教授为通讯作者。法国国家科学研究院气候与环境科学实验室、清华大学、香港浸会大学、南京大学、安徽建筑大学、中科院生态环境研究中心等多家单位的专家学者共同参与了本研究。本研究得到了国家自然科学基金和江苏省自然科学基金等项目的资助。

论文原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adr4297