百年清华

2019 年 12 月 14 日，《麻省理工科技评论》公布了 2019 年“35 岁以下科技创新35 人”（Innovators Under 35 China）中国区榜单。加州大学欧文分校博士后研究员同丹凭借其气候变化及减排领域取得的一系列成果而名列其中。

同丹

人文关怀者

获奖时年龄：28 岁

获奖时职位：加州大学欧文分校博士后研究员

获奖理由：她首次揭示全球贸易隐含的 PM2.5 跨界污染的健康影响，并警示如全球现有能源设施按当前运行状况排放，将无法实现控制全球升温在 2100 年前低于 1.5℃ 的目标。

同丹本科毕业于北京航空航天大学，2013年免试推荐到清华大学地球科学中心读博，师从贺克斌教授攻读博士学位，主要研究方向是全球尺度大气污染物排放定量表征。图为同丹与导师贺克斌院士（左1）、张强教授（右1）合影。

国际贸易在经济全球化背景下得到了快速发展。而由于国际贸易的存在，商品生产过程从最终消费地区转移到生产地区，与商品生产相关的污染物排放也随之发生转移，从而改变了大气污染物排放的时空分布及其环境和气候效应。经济贸易对全球和区域大气环境影响到底有多大？在科学上如何量化？这在世界上仍是研究空白领域。

加州大学欧文分校的同丹博士填补了这一空白。她成功建立全球 2007 年人为源排放清单，首次定量揭示了全球贸易活动对气溶胶气候强迫的影响，以及贸易隐含的 PM2.5 跨界污染的健康影响。这一研究被提名当年中国十大科学进展，发表于《自然》的论文也跻身 ESI 热点和高引用论文。

简单地说，人们通常认为每个国家要为自己全部的污染排放负责。但同丹告诉《麻省理工科技评论》中国，由于国际贸易存在，商品生产过程从最终消费地转移到生产地，污染物排放也随之转移。以中国为例，尽管中国是排放大国，但生产并不都为中国所用，而是出口到了美国和欧洲等发达地区。从“消费视角”分配污染物是这项研究的独到之处。

这项定量研究为各国政策提供了现实依据：发展中国家应当加速产业结构调整，淘汰低端落后产能，减少本地排放；同时，全球社会也应当提倡可持续消费，并建立合作机制来促进技术转移。

这项研究使用了四个模型：排放清单模型、投入产出模型、大气化学模型和健康效应模型。“真正困难的在于如何把经济部门之间的联系建立起来用于分析环境问题，耦合不同模型，实现数据和不确定性的传递。”同丹表示，不同领域的模型构成体系不同，例如我们常用的污染排放清单模型和经济学领域的投入产出模型在地区、行业划分等方面存在较大的差异，要将不同模型耦合起来需要大量工作和数学技巧。

2018 年 1 月，同丹发表了另一项研究：首次在全球尺度上建立了以机组为单元的电力行业大气污染排放数据库。研究发现，全球装机量不足 1% 的高污染燃煤机组却贡献了电力行业 14.5% 的一次 PM2.5 排放。为此，当期《自然-可持续发展》还发表了名为《小机组，高排放》（small and bad）的评述，对这一工作给予高度评价。

同丹告诉《麻省理工科技评论》中国，在研究电力机组污染排放水平时，为了获得大量真实的基于机组的燃烧效率和逐个机组的地理位置，她不得不大量查阅全球电厂的运行报告并逐一调研各个电厂的位置，并在建立数据库时大量对比不同来源的数据库，最终建立一套高精度的全球电厂数据库。而当基于机组的全球电厂排放总量计算结果与已知国家尺度的结果一致性较好时，她才大大松了一口气。

2019 年 9 月，世界气象组织 WMO 宣布：过去五年是人类有记录以来最热的五年。至今，大气中温室气体已经上升到破纪录水平，锁定了未来变暖趋势。但如何追溯原因，将这些温室气体和污染分配到不同国家和人类活动中，至今缺乏系统性定量研究。

2019 年 7 月，同丹的另一项研究发表在《自然》上。IPCC（政府间气候变化专门委员会）的《全球升温 1.5℃ 特别报告》指出如今全球地表平均温度较工业化前水平上升约 1℃，报告警示我们需认真转型实现 1.5℃ 全球目标。同丹的研究发现，如果按照历史的运行情况，即使只考虑现役和已规划的基础能源设施，其未来碳排放也会大幅超过 1.5℃ 温控目标下的碳排放预算。这要求全球各国通力合作，加速淘汰现有化石能源设施，尽快建立零排放能源系统。这项研究将被 IPCC 第六次评估报告引用，有望在未来的国际社会上发挥更大的影响力。

同丹认为，她之前的研究主要是在建立高分辨率排放清单，帮助人们理解造成空气污染和气候变化的原因和其对环境、健康产生的影响。在未来研究中，同丹希望更侧重未来排放情景情况，帮助决策者找到精准减排路径。在近期，同丹看了纪录片《被点亮的星球》并深有感触，她表示希望用毕生所学，在擅长的领域为保护人们赖以生存的星球做出贡献。