近日，北京大学环境科学与工程学院张远航教授、陆克定教授、谭照峰研究员团队联合国内外合作者，在国际权威期刊《One Earth》（Cell子刊）上发表题为“Governing Atmospheric Oxidation Capacity as the Key to Synergistic Air Quality and Climate Gains”的重要研究成果。该研究系统阐释了大气氧化性在协同治理空气污染与气候变化中的核心纽带作用，提出了一个集科学认知、监测技术、模型预测与政策制定于一体的综合调控框架，为实现“美丽中国”与“双碳”目标提供了全新科学视角。
大气氧化性是衡量大气通过化学反应清除污染物（如甲烷、一氧化碳等）能力的关键指标，主要由羟基自由基（OH）等氧化剂物质决定。然而，传统的大气环境管理政策多针对单一污染物（如PM2.5、氮氧化物）进行独立减排，忽视了污染物之间通过影响大气氧化性而产生的复杂非线性化学反馈。这种“头痛医头、脚痛医脚”的策略可能导致治理效果相互抵消，甚至引发新的环境问题。
图1 对流层化学与污染和气候的相互作用示意图
研究团队指出，为改善空气质量而采取的非协同减排措施导致氮氧化物排放急剧下降，却意外抑制了大气中主要氧化剂OH自由基的生成，降低了大气的自净能力，反而可能促使甲烷等温室气体在大气中累积，部分抵消了同期二氧化碳减排带来的气候效益。类似地，在区域尺度上，若未能协同控制挥发性有机物，单纯减排氮氧化物也可能加剧臭氧污染。这一发现深刻揭示了当前治理策略的局限性。
针对上述挑战，研究团队创新性地提出了大气氧化性（AOC）调控框架，主要包括三大核心方向：
多污染物协同控制：摒弃单一污染物减排思路，转向对氮氧化物、挥发性有机物、甲烷、一氧化碳等多物种的协同减排，以维持或优化大气氧化水平；
多尺度先进监测：构建从局部到全球的多尺度大气氧化性观测网络，发展新型示踪剂与遥感技术，为科学评估与政策制定提供精准数据支撑；
改进地球系统模型：在发展下一代地球系统模型中，加强化学过程与气候过程的完全耦合，提升对甲烷-羟基自由基反馈等关键机制的表征能力，以更准确预测政策的环境与气候效应。
论文进一步分析了能源转型（如电动汽车普及、氢能利用）对大气氧化性可能产生的复杂影响，强调在制定碳中和路径时，必须前瞻性评估其对大气化学环境的系统性影响，避免“拆东墙补西墙”，确保空气质量改善与气候变化应对实现双赢。
图2 基于大气氧化性（AOC）的未来决策框架：从科学认知到协同治理新路径
该成果的发表标志着我国科学家在大气环境与气候变化交叉前沿领域取得重要理论突破，为未来制定系统性、协同性的大气治理与气候策略提供了坚实的科学基础，具有重要的理论与实践指导意义。
该研究由北京大学环境科学与工程学院谭照峰研究员与马雪飞副研究员为共同第一作者，陆克定教授与张远航教授为通讯作者。研究合作者包括北京大学环境科学与工程学院李泫博士生、哈佛大学朱琴丹教授、德国于利希研究中心Franz Rohrer博士、Anna Novelli博士、Hendrik Fuchs教授、Andreas Wahner教授，英国利兹大学Lisa Whalley博士、Dwayne Heard教授，美国国家海洋和大气局Steven Brown教授，马里兰大学张鑫教授。研究得到了国家自然科学基金（22325601, 42475110, 22406003）和国家重点研发计划（2023YFC3706100, 2024YFC3713601, 2024YFC3712902, 2023YFC3710900）等项目的资助。
论文信息：
Title: Governing Atmospheric Oxidation Capacity as the Key to Synergistic Air Quality and Climate Gains
Journal: One Earth
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