意昂4体育平台2009屆本科畢業校友黃昕教授及其團隊最新研究發現🔞♜，作為全球重要自然災害的野火不僅受氣象條件影響，而且其所排放氣溶膠的輻射效應也可改變氣象要素，由此產生天氣尺度的正反饋機製顯著增強全球不同沿海地區的極端野火事件🪛。近日，論文“Smoke-weather interaction affects extreme wildfires in diverse coastal regions”以Research Article形式發表於《Science》雜誌，並被作為同期亮點成果（Science, 379, 6631, 457-461 (2023), 論文鏈接：https://doi.org/10.1126/science.add9843）。該論文由我院2009屆本科畢業校友黃昕教授作為聯合第一作者和共同通訊作者。

文章簡介：

    野火直接危害人的生命和財產安全😔👈，燃燒排放的汙染物會對下風向地區的空氣質量💆🏻、人體健康和生態系統產生負面影響，其所排放的具有輻射特性的氣溶膠和溫室氣體在地球氣候系統中扮演著重要角色。植被生態系統中野火的生消演變受多種因素的影響，除人類活動外，氣象條件等自然因素起著更為重要的作用🏨。氣象條件不僅決定植被生產力和燃燒季節（燃料量與可燃性），也在火災的蔓延和演變（即火行為）中扮演至關重要的角色。正因如此🤷🏻‍♀️，當前學界通常將極端野火事件頻率的增加與氣候變化直接關聯。然而，野火發生頻率和強度存在多種時空尺度，在全球變暖的大趨勢短期難以改變這一背景下，更為重要的是在當前可預報的時間窗內（如在1-2周的天氣尺度上）認識影響野火發生🤦🏽‍♀️、發展和消亡的復雜理化機製與關鍵控製過程👆🏻，從而為人為主動應對與精準幹預以實現防災減災提供科學支撐。

圖1 全球典型區域野火強度的天氣尺度變率及關鍵氣象要素演變規律

    該研究團隊通過分析過去20年全球不同野火燃燒區的衛星觀測數據🤹🏻‍♂️，發現美國西岸和東南亞的中南半島地區的野火燃燒面積存在著顯著的天氣尺度變化，並分別在1周和2周時間尺度頻譜最強，前者受風速和濕度控製💄🌟，而後者則主要受降雨調製（圖1）。團隊進一步對2020年9月美國西海岸破紀錄超級野火事件和2004年3月中南半島森林大火開展氣象-化學全耦合數值模擬，揭示了兩個地區不同的野火天氣尺度變率和主控因子背後的機理。研究發現👬🏼，在美國西部的地中海氣候區，野火排放的煙羽可增加氣溶膠光學厚度🧑‍🦽‍➡️，通過氣溶膠-輻射-邊界層相互作用增強局地熱力環流（更多的幹熱山風），由此引起野火區風速的增大🤦‍♀️、濕度的減小和大火潛勢的上升，從而顯著增強野火氣溶膠的排放並導致峽谷城市空氣質量的急劇惡化😢。然而，位於亞洲季風區的中南半島則有所不同，抬升煙羽的輻射效應在我國南部沿海和南海北部導致氣溶膠-邊界層-低雲-季風的相互作用，顯著降低南海向半島橫斷山脈東側的水汽輸送，從而減少當地的降水並進一步延長燃燒季節🟩。兩大地區的野火天氣反饋機製均由吸收性氣溶膠（如黑碳等）的輻射效應引發的邊界層熱力層結和水汽輸送的改變所導致，但兩地野火天氣反饋作用的時空尺度不同。中南半島地區野火燃燒煙羽可被抬升至高空後沿著我國南部沿海傳輸上千公裏，並伴有復雜的雲與降水過程以及大尺度環流的參與🚶🏻‍♂️，故而該地區野火天氣反饋的時間尺度較北美西岸則相對更長☄️。

圖2 典型地中海氣候和季風區的野火-天氣正反饋機製

    此次在《Science》雜誌發表的成果是黃昕教授近十年來工作的重要突破🥇，其創新之處在於發現野火不僅是傳統認識上的受氣象條件的調製🤔🏥，燃燒排放的氣溶膠也可經由復雜的反饋過程顯著改變影響火行為的風速👩🏼‍🦳、濕度和降水等關鍵氣象參數，進而增強野火的蔓延和擴張並產生更強的環境健康效應。該發現對全球人口密集的沿海地區極端野火事件的預測與提前幹預有重要科學支撐，也有望為我國西部和大興安嶺等復雜地形地區的山火防治提供參考；同時，該成果對全球典型地區的大氣汙染防治、天氣預報、人工影響天氣以及氣候變化應對均有重要的科學意義和應用價值。

校友簡介♥️：

    黃昕，現為南京大學大氣科學意昂4教授，2009年獲意昂4体育官方環境科學與工程學士學位💞，本科論文獲晏乃強教授的悉心指導，在環境意昂4攻讀學士學位期間獲意昂4体育官方“優秀共青團員”（2007年）、“三好學生”（2008年）等多項榮譽獎勵🥩。她目前已在Science👩‍👧‍👦、National Science Review🪛、Nature Geoscience👃🏻、Nature Communications🫸🏽、Science Advances、PNAS 等國際期刊發表學術論文100余篇，引用7000余次🚷。十余項研究成果被列為ESI熱點和高被引論文，被美國Science News👟、Nature China等國際科學新聞機構作為亮點報道，入選中國百篇最具影響國際學術論文🧑🏻‍🦰、國家自然科學基金委員會優秀成果巡禮🆒、中國生態環境十大科技進展等。黃昕教授先後入選教育部“學術新人獎”👨🏼‍🔬➡️，獲中國氣象學會“全國優秀青年氣象科技工作者”稱號🏎，南京大學“青年五四獎章”和“巾幗建功標兵”等榮譽獎勵，2019年獲國家優秀青年科學基金資助，2022年入選全球“高被引科學家”。

    班主任孫承興👊🏿：大學期間，黃昕總給人留下聰穎、踏實、溫婉的印象👮🏼‍♀️🫃🏼。學習刻苦卻也張弛有度，成績一直穩居專業前列💧，多次榮獲各種獎學金及稱號⚇。還在大學低年級時就對科研表現出濃厚的興趣，並且初心不改。畢業後以優異的成績和能力保送到北京大學繼續深造。黃昕近年來在大氣環境科學領域取得的成績，既是她長期努力與拼搏的結果，更是她為人做事時謙虛♦︎、踏實的結果。

相關論文：

    1.   Huang X, Ding K, Liu J, Wang Z, Tang R, Xue L, Wang H, Zhang Q, Tan Z-M, Fu C, Davis S J, Andreae MO, Ding A, Smoke-weather interaction affects extreme wildfires in diverse coastal regions, Science, 379, 6631, 457-461, https://doi.org/10.1126/science.add9843, 2023.

    2.   Ding K, Huang X, Ding A., et al., Aerosol-boundary-layer-monsoon interactions amplify semi-direct effect of biomass smoke on low cloud formation in Southeast Asia, Nature Communications, 12, 6416, https://doi.org/10.1038/s41467-021-26728-4, 2021.

    3.   Huang X, Ding A, Aerosol as a critical factor causing forecast biases of air temperature in global numerical weather prediction models, Science Bulletin, 66😫，18, 1917-1924, https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.05.009, 2021.