图 气候变化-空气污染-气象能源相互作用示意图

　　在国家自然科学基金项目（批准号：42325506）等资助下，北京大学朱彤、覃栎课题组与南京大学黄昕课题组，联合国内外多个研究单位，在气候变化-空气污染-气象能源复杂系统相互作用的研究中取得重要进展。成果以“中国碳中和目标下空气质量-人体健康-清洁能源协同效应的正反馈机制（Amplified positive effects on air quality, health, and renewable energy under China’s carbon neutral target）”“气候变化导致愈发频繁的中国复合低风-低光极端事件（Unraveling climate change-induced compound low-solar-low-wind extremes in China）” 为题，分别于2024年4月29日和11月25日在《自然•地球科学》（Nature Geoscience）和《国家科学评论》（National Science Review）期刊发表，论文链接：https://doi.org/10.1038/s41561-024-01425-1，https://doi.org/10.1093/nsr/nwae424。

　　为实现2060年碳中和目标，我国能源结构亟需深度转型，尤其是大幅提升光伏、风电等气象能源占比。气象能源是实现双碳目标和可持续发展的关键，但其潜势和可利用性很大程度上受到气候变化和空气污染的影响，存在间歇性、波动性和不稳定性，从而削弱高比例风光电力系统的稳定性与可靠性，威胁低碳转型期电力系统的安全保供。探究未来气候变化-空气污染-气象能源系统的反馈机制和综合影响涉及气象学、环境化学和能源科学的高度交叉，以及社会经济系统和气候系统的复杂相互作用，故而存在高度的挑战。目前对低碳转型下我国能源系统面临的气候风险机制及环境效应，尚缺乏全面和深入的认知。

　　针对这些挑战，研究团队通过耦合大气科学与能源系统分析，构建了人为排放-气象-化学耦合的综合评估模型方法，弥补了现有综合评估模型大多依赖各模块之间的软链接，忽略气溶胶等大气化学成分对气象的反馈机制，低估气候变化及双碳目标下的气候-环境-能源的综合效应的问题。该项研究基于第六次国际耦合模式比较计划多模式预估数据诊断分析，揭示我国复合低风-低光极端能源干旱事件（LSLW）具有极强的地形依赖性，主要集中在西南地区和东南沿海。未来气候变化下LSLW事件频率将总体增加，尤其是在高空气污染情景下，全国复合极端低风-低光事件增幅高达60%。碳中和目标下，风光等气象能源对传统化石燃料的替代可大幅降低污染物排放以及空气污染的气象反馈，显著改善空气质量及其健康影响。同时，空气污染气象反馈的减弱亦可增加地表太阳辐射并改善污染扩散气象条件，提升我国东部风光的资源潜力及其稳定性（即“气象能源-空气污染反馈机制”），推进气象能源的利用并促进我国能源转型（即“人类社会-气候系统反馈放大机制”）。上述研究成果不仅促进了大气科学与能源科学的交叉融合，也将为我国气候变化和空气污染的协同治理以及气象能源发展提供基础科学支撑。