程远教授Science Bulletin | 被低估的东北寒区：极寒条件下为何仍能形成重霾？

从污染排放结构、排放强度到气候条件，东北寒区均表现出显著不同于我国传统污染防控重点区域的特征。以哈长城市群为代表的东北严寒地区，既不同于京津冀、长三角等中低纬城市群，也有别于多伦多、赫尔辛基等处于相似甚至更高纬度的欧美城市。这种“高纬度 + 强人类排放 + 严寒气候”的独特组合，使东北地区的大气环境在全球范围内都具有不可替代的研究价值。

研究团队基于对哈尔滨市PM_2.5化学组分的长期连续观测，并自主发展了带多重约束条件的来源解析与成因诊断方法，系统揭示了东北寒区霾污染的独特性。外场观测结果显示，在春季秸秆露天焚烧期间，城区受体点左旋葡聚糖与有机碳（OC）的比值可高达生物质燃烧源排放的典型水平。这意味着，高强度秸秆焚烧对城市空气质量的直接影响，在我国乃至全球城市大气环境中都极为罕见。

更引人关注的是，即便在冬季平均气温低至-15 °C的条件下，当相对湿度超过80% 时，二次有机碳（SOC）和硫酸盐仍会出现爆发式增长。这一现象表明，东北寒区在极端低温条件下，仍然可以发生与华北冬季相似的高湿度驱动非均相大气化学反应，突破了传统认知中“低温抑制二次生成”的简单假设。

当前主流空气质量模型在刻画东北寒区PM_2.5污染方面仍存在显著不足。在秸秆焚烧事件中，模型模拟的一次OC仅为观测值的约 15%；在冬季高相对湿度条件下，二次OC的模拟值也仅为观测的约 20%。如此显著的模拟缺口表明，东北寒区的排放清单构建与低温高湿条件下的大气化学机制仍存在一系列亟待破解的关键科学问题。

该研究指出，东北寒区并非传统意义上的“大气化学冷区”，而是一个兼具强排放扰动与复杂化学过程的前沿研究区域。未来应围绕东北寒区霾污染开展更加系统、深入的观测与机理研究，以完善区域排放清单并改进大气化学模型。