气溶胶作为大气研究的核心对象，对空气质量、人体健康和地球辐射平衡具有重要影响。1980-2024年间，中国气溶胶研究伴随国家环境治理需求与大气科学发展不断深化，研究重心从早期煤烟型污染控制，逐步拓展至PM2.5复合污染成因解析，再延伸到气候效应与健康风险的系统评估，最终形成了覆盖“来源-机制-效应”全链条的综合研究体系。
近日，中国科学院大气物理研究所曹军骥研究团队联合多位学者在《Advances in Atmospheric Sciences》(AAS)发表综述论文。该研究基于1980-2024年间发表的6211篇SCI论文，结合人工智能辅助文献计量分析，系统梳理了中国气溶胶研究40余年的发展历程，揭示我国在该领域实现了从局地探索到全国协作、从传统分析到智能融合、从单一污染问题研究到环境-气候-健康综合评估的重大跨越。
一、从局地探索到全国协作：研究版图持续扩展
发文趋势显示，中国气溶胶研究经历了“起步-增长-快速扩张-趋于平稳”四个发展阶段。研究内容主要涵盖来源解析、形成机制、环境效应、气候效应和健康效应五大主题。其中，环境效应研究占据主导地位；来源解析与形成机制研究在2013年前后显著升温；气候效应与健康效应则在近十年崛起，成为新兴研究热点。
空间分布上，我国气溶胶研究从最初集中于北京、香港等少数科研中心，逐步扩展为以京津冀、长三角和粤港澳大湾区为核心的全国协作网络，标志着我国气溶胶研究已从局地污染应对迈向区域协同治理新阶段。
二、源解析技术迭代升级：从传统模型到智能融合
气溶胶来源复杂多样，包含沙尘、生物源等自然源，以及燃煤、工业、交通、生物质燃烧等人为源，同时涉及二次生成和区域输送等过程。研究显示，我国对气溶胶来源的认识已从早期聚焦传统固定源，逐步扩展到移动源、新兴工业源、室内源和二次源，深刻反映了经济结构转型与能源消费方式变革对排放特征的影响。
源解析方法同步实现技术跨越：从早期的化学质量平衡模型和主成分分析，到正定矩阵因子分解成为主流方法，再到与轨迹分析、排放清单和化学传输模式的深度耦合。近年来，随机森林、神经网络等机器学习技术的引入，推动源解析向高维数据融合、动态识别和智能预测方向发展，标志着我国气溶胶研究迈入数据驱动新阶段（图1）。
图1中国气溶胶源解析方法应用频次的年度演变
三、形成机制认知深化：从单一路径到多过程耦合
形成机制研究的突破得益于观测技术的革新。我国研究手段已从早期离线滤膜采样，发展为高时间分辨在线质谱、高分辨单颗粒分析和多平台综合观测体系，为快速非均相反应、液相氧化及关键中间产物的识别提供技术支撑。
在此基础上，我国对二次气溶胶形成机制的认识实现多级跃升：初期聚焦硫酸盐、硝酸盐和铵盐等无机组分的单一路径；中期扩展至有机-无机相互作用及多路径并存；近期发展为多相反应、液相氧化、自由基过程与边界层反馈协同作用的综合机制框架（图2）。特别是在灰霾和复合污染背景下，这种从“单因子解释”到“多过程耦合”的研究范式转变，为揭示我国大气污染形成机理提供关键科学依据。
图2 中国二次气溶胶形成途径：从前体物到粒子演化的关联网络桑基图
四、研究视角多元拓展：从环境到气候与健康
环境效应研究实现了“三重转变”：研究对象从TSP、PM10转向PM2.5、超细颗粒及其关键化学组分；研究尺度从城市点位扩展至区域传输通道、盆地和城市群；研究重点从无机组分主导向有机复杂性、氧化性和毒性组分识别转变，评估框架升级为环境风险综合评价（图3）。
气候效应研究从单一组分辐射强迫估算，发展为黑碳、硫酸盐、有机气溶胶及其混合态颗粒协同作用的多过程分析，并延伸至云降水反馈、边界层调节、冰雪消融和生态系统响应等地球系统层面，实现从传统辐射效应到系统综合认知的跨越。
健康效应研究从PM2.5质量浓度的流行病学关联，深入至黑碳、超细颗粒、持久性自由基及特定组分的毒理机制，研究层次从氧化应激、炎症反应拓展到内皮损伤、代谢紊乱和神经毒性，疾病终点从呼吸、心血管系统延伸至糖尿病、神经系统疾病及全因死亡风险，形成“组分-机制-疾病”的多层级解析体系。
图3 中国气溶胶环境效应研究：从研究范围到环境效应的关联网络桑基图
五、未来展望：聚焦前沿，融合发展
面向未来，中国气溶胶研究将可能在四个方向重点推进：（1）前沿科学问题：深化PM2.5与O3复合污染机制、多相反应新路径、气溶胶-云-气候相互作用、海洋与生物气溶胶效应等基础研究；（2）技术创新突破：构建“空-天-地”一体化智能观测网络，发展AI驱动的高精度溯源系统，推进单颗粒分析、同位素示踪等先进技术应用；（3）学科交叉融合：加强与材料、医学、工程等领域协同，推动污染控制材料、靶向治疗技术、“双碳”协同减排等创新应用；（4）治理体系完善：建立组分特异性标准与健康评估体系，优化污染-碳协同治理路径，强化国际合作与政策衔接，支撑精准治污决策。
本研究得到国家重点研发计划（2022YFF0802501）、国家自然科学基金（42265011）的支持。
论文作者团队由来自中国科学院大气物理研究所、南昌大学、西安交通大学和神州数码系统集成服务有限公司西安分公司的科研人员组成。论文收录在《大气科学进展》创刊40周年暨中国气象学会成立百年纪念专刊（https://www.iapjournals.ac.cn/aas/en/topic?id=62c963b1-2d64-44fb-9f61-04a173789421）中。
【论文信息】
Cao, J.J*(曹军骥), Huang Hong (黄虹), Jin Niu (金妞), Sun Jian (孙健), Qin Shuaishuai (秦帅帅), Tang Xiao (唐骁), 2026: A comprehensive review of aerosol research in China (1980−2024): Source-to-mechanism-impact dynamics revealed through literature mining and AI-powered analysis. Adv. Atmos. Sci., doi: 10.1007/s00376-026-5765-6. https://www.iapjournals.ac.cn/aas/article/doi/10.1007/s00376-026-5765-6
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