近日，暨南大学环境与气候研究院王雪梅教授研究团队在国际著名期刊《npj Climate and Atmospheric Science》上发表最新研究成果《Precipitation trend increases the contribution of dry reduced nitrogen deposition》，揭示全球气候变化驱动的降雨格局改变显著影响大气铵氮干湿沉降分配。

大气氮沉降是全球氮生物地球化学循环的重要部分，包含硝氮 (NOy)和铵氮 (NHx)两种形式。近年来随着氮氧化物的有效控制，铵氮的大气沉降日益关键，尤其是干沉降，对植物生长构成了巨大威胁。数据显示，自1980年以来，我国NHx干沉降通量以每年4.5%的速率在上升。与等量NHx湿沉降相比，NHx干沉降对植物生长的威胁更大。因此，理清NHx干沉降的驱动因素对于评估大气氮循环及其生态效应具有重要科学意义。

排放和降雨是影响大气氮沉降时空分布格局的重要因素。本研究基于空气质量模式WRF-EMEP模拟结果，建立NHx沉降与人为前体物(NH3、SO2和NOx) 排放的线性响应关系，发现人为前体物排放的变化不是NHx干沉降持续增加的主导因素。而基于观测数据发现，降水格局的变化，即小雨频率减少和连续降雨事件（降雨连续两天或以上）的增加，导致排放到大气中的NH3更多以干沉降形式回到地表。为了综合表征降雨格局变化对NHx冲刷的影响，本研究定义了一个新的参数—降雨冲刷系数PSI(Precipitation Scavenging Index=小雨频率/连续降雨事件频率)。结果显示，自1980年以来，我国降雨格局发生了显著变化，降雨冲刷能力不断下降(图1)，驱动了大气NHx干沉降贡献在不断增加。进一步结合不同气候变化路径下（RCP4.5和RCP8.5）的降雨和排放数据，本研究预测2030-2100年间我国NH3排放趋于平稳的情况下，尽管NHx总沉降通量变化不大，然而由于降雨冲刷能力进一步下降，将导致我国NHx干沉降持续攀升。

（图1历史(1985-2015)和未来(2030-2100)降雨冲刷系数(PSI)变化时间序列）

更为重要的是， NHx干沉降在NHx总沉降中贡献不断增加的现象并不是中国特有的，大气氮沉降热点地区北美和欧洲的数据同样发现，在NH3排放趋于平稳或略有下降的情况下，NHx干沉降贡献从~30%增加到~35%，全球气候变化背景下降水格局的改变同样是这些地区NHx干沉降上升的主导驱动因素。本研究强调了降水格局（强度和持续时间）的变化在铵氮干湿沉降分配中发挥了重要的作用(图2)，这与以往大多数研究的结果有所不同，以往研究更多考虑降水量变化的影响，指出气候变化对NHx沉降影响相对较小。本研究结果有利于重新审视NHx干沉降在全球氮循环中的重要性，强调迫切需要从基于NHx沉降总量的控制策略转向针对NHx干沉降的更严格的NH3排放控制，以减轻NHx潜在的负面生态影响。

（图2气候变化驱动的降雨格局改变影响大气NHX干湿沉降分配示意图）

该研究论文第一作者为王雪梅教授团队陈伟华助理研究员和中山大学大气科学学院贾世国副教授，通讯作者为王雪梅教授和邵敏教授。该研究得到了国家自然科学基金创新研究群体项目(42121004)等项目的资助。《npj Climate and Atmospheric Science》（自然合作期刊-气候与大气科学）是Nature出版集团旗下于2018年创办的新期刊，旨在发表气候学和大气科学领域的高水平创新性研究成果，属于气象学领域国际顶级的学术期刊之一，最新影响因子为9.448（中科院1区）。

论文链接：Chen, W.H.#, Jia, S.G.#, Wang, X.M.*, Shao, M.*, Liao, W.H., Guenther, A., Flechard, C., Yu, P.F., Zhong, B.Q., Chang, M., Wang, W.W., Mao, J.Y., Liu, X.J., Yu, G.R., Carmichael, G. Precipitation trend increases the contribution of dry reduced nitrogen deposition. npj Climate and Atmospheric Science, 2023, 6, 62, https://www.nature.com/articles/s41612-023-00390-7.

来源：暨南大学新闻网

人民号编辑：赖子瑶