大氣環(huán)境觀測超級站外景   中科院城市環(huán)境研究所供圖

細細算來，中國科學院內(nèi)從事大氣環(huán)境研究的機構并不少，大氣物理研究所（以下簡稱大氣物理所）、生態(tài)環(huán)境研究中心、合肥物質(zhì)科學研究院（以下簡稱合肥研究院）……但其中存在的資源配置重復、研究力量分散問題，并不利于從整體上承擔國家重大任務、引領國際前沿科技探索。這也為中科院謀劃面向未來、創(chuàng)新發(fā)展的改革方略埋下了伏筆。

2013年7月17日，習近平總書記視察中科院并作出“四個率先”重要指示。一年后，中科院黨組審時度勢、前瞻部署，一場以研究所分類改革為“牛鼻子”的“率先行動”正式開啟。

卓越創(chuàng)新中心是研究所分類改革設定的一類創(chuàng)新單元，它面向前沿基礎科學，擔負起創(chuàng)新“尖刀連”的作用，這與當初中科院內(nèi)從事大氣環(huán)境研究的機構所期待的發(fā)展理念高度契合。

2015年9月，中國科學院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心（以下簡稱大氣環(huán)境卓越中心）正式成立，目標鎖定為建設世界一流的大氣環(huán)境科學研究平臺。

4年來，大氣環(huán)境卓越中心的科學家一直朝著這個目標孜孜以求、銳意探索。

從追霾開始

中科院副院長丁仲禮（左二）聽取大氣環(huán)境卓越中心工作匯報。

近幾十年來，伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國大氣污染日益嚴重，這引起了社會的高度關注。中科院作為國家重要的科技力量，有責任也有義務聯(lián)合相關部門及科研院校，在提高科技支撐的大氣污染防治能力上貢獻力量。

時間追溯到2012年9月，中科院正式啟動B類戰(zhàn)略性先導科技專項“大氣灰霾追因與控制”（以下簡稱灰霾專項）。該專項為期5年，13家中科院院內(nèi)研究機構、9家院外單位共計300余名科研人員，共同應對大氣灰霾追因溯源。

不得不說，組建起由如此眾多科研人員參與的團隊并不容易。早在2008年便開始預研，直到2012年才形成整建制隊伍。

中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員賀泓任灰霾專項首席科學家。在他看來，灰霾專項有效組合了中科院內(nèi)外的大氣環(huán)境研究力量，極大促進了灰霾追因與控制研究中團隊交叉合作和聯(lián)合攻關成果的產(chǎn)出。

根據(jù)大氣復合污染的特點和研究需求，專項分為灰霾追因模擬、灰霾觀測溯源、灰霾數(shù)值模擬與協(xié)同控制方案、灰霾監(jiān)測關鍵技術與設備和灰霾重點污染物控制前沿技術5個方向，并逐漸凝練出5支相對固定的團隊。

為了將這種行之有效的團隊交叉合作形式制度化，2015年9月，中科院依托灰霾專項團隊組建了大氣環(huán)境卓越中心，賀泓任首席科學家。大氣環(huán)境卓越中心的依托單位設在中科院城市環(huán)境研究所（以下簡稱城市環(huán)境所），共建單位有中科院生態(tài)環(huán)境研究中心、大氣物理所、合肥研究院、過程工程研究所、廣州地球化學研究所和中國科學院大學。

大氣環(huán)境卓越中心進一步凝聚了中科院在大氣物理、大氣化學、環(huán)境光學、衛(wèi)星遙感、大氣污染控制和環(huán)境政策等研究領域的優(yōu)秀團隊，充分發(fā)揮共建單位的研究優(yōu)勢。

“對于我們來說，承擔這一任務既是機遇也是挑戰(zhàn)。”大氣環(huán)境卓越中心負責人之一、時任城市環(huán)境所所長朱永官清楚地認識到，城市環(huán)境所在大氣環(huán)境學科上并不具有明顯優(yōu)勢。

城市環(huán)境所綜合處處長陳偉民一直參與大氣環(huán)境卓越中心的籌建，他現(xiàn)在是中心運行辦公室主任。在陳偉民看來，這樣的安排是中科院從戰(zhàn)略層面考慮后做出的。他記得中科院領導曾多次說過：城市環(huán)境所與大氣環(huán)境卓越中心的領域方向較為接近，理應成為研究大氣污染的主力軍，只是目前研究水平有待提高，但這也恰恰是以新建研究所為核心打造網(wǎng)絡式團隊的契機。

賀泓對中科院黨組的頂層設計表示認同。“放在新建研究所，更利于大氣污染與控制交叉學科的發(fā)展。”

灰霾專項啟動后，科研人員的“追霾行動”隨即展開。賀泓介紹，科研人員按照既定方向和目標展開研究，一切都顯得有條不紊。然而2013年1月，北京突如其來的一場重度灰霾，打亂了大家的節(jié)奏。

“這么大的灰霾，你們采取什么行動了？多快能把灰霾形成的主要原因搞清楚，向社會公布？”就在賀泓團隊商量對策時，中科院領導的電話打了過來。“你們應該拿出像抗震救災那樣的心態(tài)從事這份工作。”

這通電話對賀泓的觸動非常大，他開始反思此類科研任務的社會責任問題。帶著強烈的責任感和使命感，賀泓和團隊成員長期堅守在一線，不敢有絲毫懈怠。每次灰霾來臨，他們都要立即行動起來，準確預報、加強監(jiān)測、分析成因。這些工作往往是在加班加點、廢寢忘食的狀態(tài)下完成的。

2015年以來，全國空氣質(zhì)量總體向好，這樣的結果讓賀泓很欣慰。“但目前在二次顆粒物致霾上還有許多科學問題要解決。”這是賀泓帶領大氣環(huán)境卓越中心科研人員接下來要做的工作之一。

在探索中完善

其實，大氣環(huán)境卓越中心起初叫中國科學院城市大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心，名字源于其依托單位城市環(huán)境所。在2016年大氣環(huán)境卓越中心召開的理事會上，作為中心理事長的丁仲禮提出，城市大氣環(huán)境的范圍過于狹窄，不符合大氣環(huán)境研究的規(guī)律。該觀點引起與會專家的共鳴。

在賀泓看來，作為大氣環(huán)境領域的卓越創(chuàng)新中心，其名稱應在研究對象、空間尺度、過程效應以及防控范圍等要素上有所體現(xiàn)。

例如，大氣科學研究常以京津冀、珠三角、長三角、成渝、東南沿海地區(qū)等區(qū)域作為研究對象，并結合區(qū)域的地理條件、氣候特征以及主要的污染物排放清單，開展區(qū)域大氣污染的形成機制、遷移轉(zhuǎn)化研究，以及空氣質(zhì)量預測預報。

2016年11月，經(jīng)中科院審批，原名稱正式更名為“中國科學院區(qū)域大氣環(huán)境研究卓越創(chuàng)新中心”。

早在成立之前，大氣環(huán)境卓越中心相繼制定了科技成果考核獎勵辦法、成員津貼發(fā)放管理辦法、經(jīng)費統(tǒng)籌管理辦法、共建共享協(xié)議等一系列文件，加強規(guī)章制度的保障建設。

但改革往往不是一帆風順的。大氣環(huán)境卓越中心的第一次評估驗收并沒有通過，大氣環(huán)境卓越中心全體人員壓力倍增。

“大家并沒有氣餒，堅定信念，把壓力變?yōu)閯恿Α?rdquo;朱永官表示，他們認真分析未通過的原因后，采取了強有力的措施。

成立之初，大氣環(huán)境卓越中心就成立了執(zhí)行委員會、運行辦公室，完善多家研究所共建與協(xié)作機制。此后，根據(jù)中心人員分布特點，分別在合肥研究院和大氣物理所成立了分中心，旨在進一步完善多家研究所共建協(xié)作機制，密切中心成員間的合作與交流。

與此同時，大氣環(huán)境卓越中心進一步強化執(zhí)行委員會功能，提高協(xié)同作戰(zhàn)能力。陳偉民介紹，執(zhí)委會成員基本是中心的核心骨干和骨干成員，每2~3個月召開一次執(zhí)委會會議。

加強青年人才的培養(yǎng)力度也是大氣環(huán)境卓越中心的一大亮點。例如，中心利用有限的經(jīng)費，為青年人才設置了具體項目。“成員盡量不在一個單位，利于不同領域的交叉。”賀泓說。

今年4月28日，大氣環(huán)境卓越中心在合肥研究院舉辦了青年人才項目交流匯報會，生態(tài)環(huán)境研究中心副研究員馬慶鑫、大氣物理所副研究員唐貴謙和楊婷、中國科學技術大學教授劉誠、過程工程所副研究員李雙德等青年項目負責人分別代表各自研究團隊做了項目進展匯報。

會后，賀泓點評道：“這些青年人才研究的內(nèi)容也正是大氣環(huán)境卓越中心下一步要開展的重點工作。”

除此之外，大氣環(huán)境卓越中心不斷建立和完善激勵與評估機制，以科研成果和影響力為導向，通過中期函評、定期調(diào)整、5年會評等形式，實現(xiàn)人才的合理流動。

2017年10月13日至14日，中科院組織開展大氣環(huán)境卓越中心建設試點工作驗收專家組評議，結果是“大氣環(huán)境卓越中心全面完成籌建期目標”。

專家組評議意見里還提到，大氣環(huán)境卓越中心隊伍結構合理，人員創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力強，中年骨干人才展現(xiàn)了蓬勃向上的工作熱情。

截至2018年底，大氣環(huán)境卓越中心人才創(chuàng)新團隊有院士4人、國家杰出青年科學基金獲得者9人、國家優(yōu)秀青年科學基金獲得者3人、中科院“百人計劃”7人、國家“人才”1人、國家“萬人計劃”5人、中組部“青年千人”4人。

立足平臺再出發(fā)

2017年9月初的廈門，晴空萬里，空氣宜人，金磚國家領導人第九次會晤在這里舉行。會上，以全球第二大經(jīng)濟體中國為首的幾個新興經(jīng)濟體商討如何加強合作，為全球化提供新的助力。會下，大氣環(huán)境卓越中心的科學家在爭分奪秒，為保障會議期間的空氣質(zhì)量而努力工作著。

廈門會晤環(huán)境質(zhì)量會商指揮中心就設在大氣環(huán)境卓越中心，包括大氣環(huán)境卓越中心在內(nèi)的專家根據(jù)空氣質(zhì)量觀測站、大氣環(huán)境觀測超級站（以下簡稱大氣超級站）以及走航觀測的數(shù)據(jù)，結合氣象分析報告，研判廈門及周邊城市空氣質(zhì)量的演變趨勢、潛在污染問題，最終提出系統(tǒng)性解決方案。

大氣環(huán)境卓越中心副主任陳進生記得，習近平總書記在歡迎宴會致辭時盛贊廈門“抬頭仰望是清新的藍，環(huán)顧四周是怡人的綠”。這句話讓大氣環(huán)境卓越中心的科學家倍感興奮。

陳進生表示，大氣環(huán)境卓越中心從智力支持與裝備支撐兩大方面，全過程、全方位地參與空氣質(zhì)量保障活動，成為空氣質(zhì)量保障工作的主力軍與主導力量，有力促進了空氣質(zhì)量“雙優(yōu)”（小時均值和日均值）目標的實現(xiàn)。

在裝備支撐上，大氣超級站功不可沒。據(jù)介紹，與普通的空氣自動監(jiān)測站相比，大氣超級站充分利用光學、物理與化學等綜合手段，實現(xiàn)了地空一體的多參數(shù)、立體與高時間分辨率的空氣質(zhì)量觀測。

城市環(huán)境所綜合樓樓頂?shù)囊粋�房間里，常規(guī)空氣質(zhì)量監(jiān)測儀、顆粒物水溶性離子色譜監(jiān)測儀、單顆粒氣溶膠質(zhì)譜儀、臭氧激光雷達等30多臺（套）儀器正在全速運行。2017年7月，大氣超級站在這里全面建成。

在《中國科學報》采訪陳進生的前一天，他與團隊成員受福建省環(huán)保部門邀請，就第二屆數(shù)字中國建設峰會召開期間的空氣質(zhì)量保障進行會商。相關數(shù)據(jù)正來自大氣超級站。

科學家期待，在大氣超級站的支撐下，大氣環(huán)境卓越中心將以長三角和東部沿海城市群作為研究對象，開展沿海地區(qū)海陸交匯帶的大氣污染規(guī)律研究，探索臭氧光化學污染機制。

由大氣環(huán)境卓越中心支持建設的大氣超級站并不只有這一處。目前大氣環(huán)境卓越中心構建了全國環(huán)境空氣質(zhì)量立體綜合觀測網(wǎng)絡，還在環(huán)渤海、長三角、珠三角、海西城市群等區(qū)域建設大氣超級站，對污染物、氣象參數(shù)、顆粒物濃度、成分和粒徑開展實時、高時間分辨率的立體觀測。

不僅如此，大氣環(huán)境卓越中心還建設了國內(nèi)先進的煙霧箱群，用來模擬大氣中各種反應。“從理論上說，煙霧箱越大，模擬效果越好。”賀泓說。截至2018年底，大氣環(huán)境卓越中心分別在生態(tài)環(huán)境研究中心、廣州地球化學所和化學研究所建設了室內(nèi)外煙霧箱。

此外，大氣環(huán)境卓越中心還建設了先進的大氣環(huán)境功能材料研發(fā)平臺，包括環(huán)境功能材料量產(chǎn)技術研發(fā)平臺、煙氣脫硝催化劑應用技術研發(fā)平臺和室內(nèi)空氣凈化材料研發(fā)平臺。值得一提的是，大氣環(huán)境卓越中心專門建立了連接實驗室研究與企業(yè)應用的中試平臺。

科研平臺建設為大氣環(huán)境卓越中心穩(wěn)定服務中心定位、持續(xù)增強創(chuàng)新能力以及集聚和培養(yǎng)高水平研究隊伍提供了重要保障。

開辟新戰(zhàn)場

事實上，大氣灰霾污染具有長期性、艱巨性和復雜性的特點，雖然灰霾專項結題了，但大氣環(huán)境卓越中心科學家的工作并沒有結束，他們又著手開拓新的研究領域。

大氣環(huán)境卓越中心今年在舉辦青年人才項目交流匯報會的同時召開了執(zhí)委會會議。賀泓最先發(fā)言：“我們已經(jīng)在二次顆粒物致霾形成機制方面做了很好的前期工作，下一個戰(zhàn)場可以進一步考慮臭氧、VOCs、氮氧化物等問題。”

“完全同意。監(jiān)測方法怎么建、測量標準怎么設、儀器怎么應用，國內(nèi)目前還做得太少，這對于我們來說是個機會。但這些工作一定要同數(shù)值模擬結合起來。”大氣環(huán)境卓越中心核心骨干、大氣物理所研究員王躍思補充道。

大氣環(huán)境卓越中心提出以臭氧等污染物為研究對象不無道理。根據(jù)綜合觀測網(wǎng)絡的觀測數(shù)據(jù)，臭氧未來可能會成為城市首要污染物。“為什么顆粒物不超標時臭氧濃度仍然很高？”賀泓解釋，臭氧產(chǎn)生的3個因素是氮氧化物、VOCs和光照，顆粒物降下來后，光照就會增強，而氮氧化物和VOCs仍有較高的濃度，通過光化學反應，導致臭氧濃度超標。

眾所周知，在平流層，紫外光特別強，能把氧氣變成臭氧，形成臭氧層，有效保護人類健康。但對流層并不需要它，且對人體健康有害。如何控制，是科學家要研究的問題。

“下一步可不可以針對不同區(qū)域，如京津冀和長三角地區(qū)，搞清楚大氣污染是怎么傳輸?shù)�，要做出一個模板。”

……

經(jīng)過熱烈討論，對于大氣環(huán)境卓越中心下一步的研究重點，大家逐漸明確了目標。

項目牽引是大氣環(huán)境卓越中心團結協(xié)作的法寶，它打破了研究所在爭取重大項目時過度競爭、單兵作戰(zhàn)的做法。而大氣環(huán)境卓越中心也正是充分發(fā)揮了這一牽引作用，配合中科院前沿科學與教育局部署了對科技部大氣專項和國家自然科學基金委重大專項等項目的申報工作，并取得了良好的效果。

為此，大氣環(huán)境卓越中心申請到國家重點研發(fā)計劃專項“大氣污染成因與控制技術研究”、國家自然科學基金委“中國大氣復合污染的成因、健康影響與應對機制”、2017年“大氣重污染成因與治理攻關”總理基金等項目。

據(jù)不完全統(tǒng)計，自籌建以來，大氣環(huán)境卓越中心承擔上述重大項目及各類人才項目80余項，合同經(jīng)費達6.2億元。

但賀泓也清楚，大氣環(huán)境卓越中心成員相對分散在各單位，“非常需要項目牽引與凝聚，圍繞一個共同的科學和應用目標，協(xié)同攻關”。他表示，此外，大氣環(huán)境卓越中心需增強國家層面決策影響力，擬新增經(jīng)濟政策方向。

“每個研究機構的成立都有時代的烙印，那就是國家需求。”朱永官表示，大氣環(huán)境卓越中心將繼續(xù)探索以學科前沿為導向、國家需求為牽引的創(chuàng)新科研新機制，推動我國大氣環(huán)境科學與技術研究的原始創(chuàng)新，為我國可持續(xù)發(fā)展提供科技支撐。

金磚國家領導人廈門會晤期間，大氣環(huán)境卓越中心出動空氣質(zhì)量保障移動觀測車隊。

氣溶膠觀測裝備