辛金元—— 中国科学院大气物理研究所

2015-01-13

“我谈不上是什么专家，只是一名普普通通的科研人员。”这是中国科学院大气物理研究所副研究员辛金元博士，接受本刊记者采访时说的第一句话。

作为工作在科研一线的生力军，1975年生于内蒙古普通农民家庭的辛金元确实是之中十分普通的一员。但他的与众不同在于，愿意尽最大努力将自己负责的环节做好、做精，他向记者打了个比方说：“一辆车有很多零件，哪怕把其中一颗螺丝做到极致，也是非常有意义的。我希望自己能够把自己负责的小环节做好。”

辛金元1999年毕业于兰州大学大气科学系，2002年获兰州大学大气物理与大气环境专业硕士学位。硕士毕业之后，怀着自己对军营的向往之情，他踏上了中国人民解放军防化工程指挥学院的讲台，为来自基层部队的官兵以及军校学生们讲授防化气象与污染扩散方面的知识。

2004年开始，辛金元一边教学，一边读博。他跟随导师兰州大学王式功教授和中科院大气所王跃思研究员开始从事“气溶胶光学特性与大气成分”联网观测与研究工作，并坚持至今。依托于中国生态系统研究网络，主持建立中国区域太阳分光光度计观测网，共有23个站点。并承担观测网运行维护工作，为观测网建立了严格的仪器标定与数据质控体系。2011～2012年，辛金元最新主持完成观测网太阳光度计更新和站点拓展，全国站点扩充到36个。

“我所做的气溶胶光学观测，是本领域最基础的工作，很多前辈、很多学者都做出过非常出色的工作。一些不同之处是，我们注重研究范围的整体性和系统性。我国疆土大，地理生态系统差异显著，不同地区气溶胶物理化学特性及其光学特性存在较大差异。以前多针对某一地区进行细致的分析，但就全国范围而言，我们仍然存在较大的不足和空白。而观测网数据对研究我国气溶胶气候辐射效应是非常重要的，同时对国内外气溶胶卫星产品在中国区的精度及其应用评估也是不可或缺的。”目前，联网观测结果，已经开始广泛地应用于国内外卫星产品评估及多个气溶胶环境与气候模式系统验证。

更值得注意的是，作为一名年轻的科研人员。辛金元主持的地基联网观测数据敢于开放共享，而这个观测网也正在成为气溶胶模型模拟研究与卫星遥感反演研究之间一条有效的衔接纽带，并已为此做出了有价值的贡献。

“在这个研究方向，我们获得了这么多数据，如果开放的话，对相关研究都将是一个支撑；如果不开放，自己玩儿自己的，这对研究体系整体而言，贡献要小得多。”但辛金元非常清楚，一旦开放自己的观测数据，将会面临很多的质疑。“如果有人拿你的数据做了相关的研究，说‘哎我怎么分析不出来’，就会质疑你。”尽管面临这样的压力，他还是决定对外共享观测网获取的我国首批区域背景气溶胶光学特性地基联网数据。而事实证明，这些数据的科学价值得到了国内外同行认可，数据已被国内外20多家科研机构约50多名研究者共享应用。这也让辛金元这位以普通“螺丝钉”自居的普通科研工作者倍感骄傲。

而他本人，也利用观测网的第一手资料，系统揭示了中国区域气溶胶光学辐射特性时空变化。研究结果发现，我国区域背景气溶胶光学厚度AOD、气溶胶模态与直接辐射强迫呈季节性周期变化，同时存在较大时空差异。AOD低值区青藏高原、东北偏远地区及海南年均值为0.1～0.2，高值区中东部、华北与华南年均值达0.5～0.9。春季沙尘输送、夏季吸湿增长、秋冬季节生物质与化石燃料燃烧对气溶胶模态与辐射特性的季节变化影响显著。在西北荒漠、青藏高原与东北农业区气溶胶直接辐射强迫对地气系统加热效应显著，大气层顶年均辐射强迫约为+3～+18W/m2；在工业气溶胶排放严重的中东部、华北与华南地区气溶胶对地气辐射系统冷却效应显著，年均辐射强迫约为-2～-23W/m2。我国典型的污染气溶胶冷却效应与沙尘气溶胶加热效应控制区域的不同，将会对区域大气环流结构产生持续的影响，从而对气候变化造成一定扰动。

观测网同时也实现了气溶胶卫星产品在中国区域的地基联网校准。课题组在与马里兰大学以及美国森林局合作研究时发现，MODIS气溶胶光学厚度C4产品在中国区域系统高估20%。经观测网校正，C5升级产品在中国区域精度平均提升达10%。这对已广泛应用卫星产品作为验证手段的环境与气候模式的精度提升有着重要的意义和价值。同期，与中科院遥感所和环保部卫星中心合作，为我国的多颗环境卫星的气溶胶产品进行地基验证。

攻读博士学位期间，辛金元先后荣获2005年度求是科技基金会“求是研究生奖学金”奖、2006年度“学笃风正”优秀论文奖。2007年获得兰州大学气象学博士学位后，进入中国科学院大气物理研究所工作，继续从事大气气溶胶特性与大气污染观测研究工作，在气溶胶观测研究领域逐步积累了较深基础。

日复一日、勤勤恳恳的普通工作，虽然平凡，却不平庸。辛金元的工作逐渐受到了认可和尊重。在大气所，他先后主持国家自然科学基金、中科院战略先导碳专项与霾专项子课题、“863”重大项目子课题、“973”专题等共计7项科研任务。累计发表论文共计70篇，其中37篇SCI论文，影响因子累计约116；论文被引用600余次，其中被SCI论文引用370多次。第一作者及通讯作者发表论文23篇，其中15篇SCI，影响因子累计约48。先后获得“全国百篇优秀博士学位论文”提名奖、“北京市中青年气象科技优秀论文”、“全国优秀青年气象科技工作者”等学术奖励；并于2012年，获得首批“国家优青”项目资助。

这几年随着雾霾污染备受公众关注，辛金元经常被问到的一个问题就是：“北京的雾霾什么时候能治好？”

这位科研工作者往往不知道该如何回答这样的问题。毕竟，在现阶段我国经济高速发展的现状下，大气污染研究和治理尚未紧密结合。雾霾的起因源自大范围高强度的污染排放，相关研究已成国际热点，但污染治理与控制远未达到国家的环境质量标准。自2007年参加北京奥运科技项目开始，辛金元与他们的同事开展城市群区域大气污染现状观测研究，基于京津冀城市群联网观测资料，发表多篇研究论文，详细分析了2008年北京奥运前后大气污染的消减变化，证实了城市群大气污染联合管控可以高效降低大气污染，显著提升区域空气质量；但为此付出的经济代价也是巨大的。

同时，长期观测发现，华北城市群气溶胶光学厚度AOD年均达0.6～0.9，且呈增加趋势，带来的直接观感就是天空“变暗”，并伴随细模态气溶胶比例的上升。因城市群高浓度工业气溶胶排放与二次气溶胶生成，气溶胶直接辐射强迫对地气辐射系统冷却效应显著，大气层顶年均辐射强迫为-5～-15W/m2；同时，高浓度气溶胶高效吸收太阳辐射加热大气（年均+40～+50W/m2），进一步导致地表冷却（年均-45～-65W/m2），这将增加大气稳定性而抑制污染扩散，气溶胶辐射强迫与大气污染间的这种正反馈效应势必加剧区域大气污染的快速形成。

“雾霾污染让我国成为了国际热点研究区域，国内外研究者都在关注。但是真正从研究走向治理，可能还需要漫长的过程和很大的决心，研究很多时候和现实发展有一定的脱节。”而谈到如何从个人的角度进行防护，辛金元的答案也有点无奈。“在目前高浓度污染下，无论霾还是雾，对人体都十分有害，特别是对患有循环系统与呼吸系统疾病的人群，短期危害更显著。雾霾严重时，大家只能尽量减少户外活动，保持室内干净湿润，减少通风。毕竟空气的事情没多少人能逃得掉，所以还得让自己保持一份好心情。”

笑言自己的生活已经连三点一线都没有，只剩下两点一线的辛金元，正在享受着一名普通科研工作者、普通父亲、普通丈夫的幸福感，为成为一颗“最好的螺丝钉”而努力。他说：“在我自身看来，不管是外界的大环境，还是科研团队的小环境，只要在这个环境里踏踏实实把自己做的做好了，还是能做出点事情的，慢慢地也会得到大家的承认。现在看来，我们无论做什么，能去寻找到一个合适的结合点，能沉迷和享受自己的工作和劳动无疑是幸福的。自己也非常幸运，遇到了人生的多位导师，还有许许多多的良师益友，无论什么时候都应该感谢他们的支持和帮助。”

 来源：科学中国人 2015年第1期