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我校交叉科学研究院王利强副研究员在One Earth发文揭示了中国交通大规模电气化对空气质量的显著效益
作者:王利强、尹杉杉  摄影: 编辑:学校办公室 时间:2021-07-28 点击数:

近日,我校交叉科学研究院王利强副研究员在国际权威期刊Cell姊妹刊One Earth上发表了题为“Switching to electric vehicles can lead to significant reductions of PM2.5 and NO2 across China”的研究成果,揭示了中国交通大规模电气化能够带来巨大的环境效益,使大部分地区PM2.5和NO2 浓度显著降低。

交通运输造成了全球约五分之一的温室气体排放,同时也造成了十分严重的空气污染。目前,汽车电动化是向低碳交通系统的重大战略转型,不仅有助于提高能源效率,还有助于改善空气质量。然而,这种共同利益的量化在很大程度上仍然是经验之谈,缺乏观测证据。中国在新冠肺炎疫情期间实施的全面封锁措施为评估大规模燃油汽车向电动汽车过渡所带来的环境效益提供了一个前所未有的“机会”。本研究揭示了电动汽车的全面推广对我国城市层面环境空气质量的影响。

本研究利用实际观测约束双向耦合的WRF-CMAQ空气质量模式,目的是再现交通管制所带来的环境效应。在此基础上,分离出全面封锁期间春节长假的影响和模式预测的不确定性。这在很大程度上提高了模拟燃油汽车向电动汽车过渡的能力,并揭示了电动汽车的推广所带来的环境效益,从而可以更准确地确定COVID-19引起的出行限制在影响空气质量方面的作用。从而建立了出行限制和空气质量之间的近似线性关系模型。研究结果预测了完全消除传统交通(即100%电气化)对环境空气质量的影响。此外,年际气象条件变化对空气质量的贡献也考虑在内。最终,本研究通过实证分析证明,电动汽车的全面推广可以使中国大部分地区的PM2.5和NO2浓度分别下降30-70%和30-80%。

图1. 消除春节假期和气象影响后,全面封锁期间,出行限制对NO2和PM2.5浓度的影响。

图2. 电动汽车全面推广对城市NO2和PM2.5浓度影响的空间分布。

总的来说,该研究揭示了中国大规模交通电气化能够带来巨大的环境效益,使大部分地区的PM2.5和NO2浓度显著降低了30-70%和30-80%。这项研究的结果有助于预测中国城市层面可再生能源的需求,为可再生能源设施的布设及供给提供理论依据。

该研究得到了科技部大气污染控制关键问题国家研究计划、国家自然科学基金等资助。九州现金备用网址交叉科学研究院王利强副研究员为第一作者。合作单位有浙江大学、美国加州理工学院、以色列耶路撒冷希伯来大学、北京大学、复旦大学和清华大学等,浙江大学俞绍才教授为通讯作者。

自九州现金备用网址2020年暑期工作会议上提出了“以学科建设为引领,推动学校提质升格”的发展路径以来,学校内聚外引特色优势学科,设立了九州现金备用网址交叉科学研究院;以“九州现金备用网址超微量研究中心”为基础整合环境、食品、医学、信息等学科,组建校级重点实验室“九州现金备用网址污染暴露与健康干预技术研究实验室”。

交叉科学研究院成立后,大力筑巢引凤,组织了四次青年学者创新论坛,引进中青年科研才俊20余人。团队以环境健康这一研究方向为抓手,积极融合不同方向的交叉研究、协同创新、攻坚克难,成立至今已发表SCI论文近十篇,其中季晨阳副研究员、尹杉杉副研究员、都韶婷研究员等作为通讯作者的论文发表在包括Environmental Science & Technology、Environmental Pollution和Journal of Hazardous Materials等具有国际影响力的刊物上。

交叉科学研究院和校重点实验室的建立,将促成一系列的跨领域的创新性研究,针对制约环境与健康研究发展的关键科学和技术问题,产生突破性的科技成果,推进、引领环境与健康领域的基础及应用基础研究,并进一步为制定环境与人群健康相关政策提供科学依据和决策参考。


全文链接:https://doi.org/10.1016/j.oneear.2021.06.008

(消息来源:交叉科学研究院 )

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