近日，中国气象科学研究院与复旦大学联合科研团队在地球科学国际权威期刊《Earth System Science Data》发表题为

 “Concentration changes of atmospheric F-gases and analysis of their potential sources at Zhongshan Station, Antarctica, 2021” 的研究论文。该研究首次报道南极中山站11种含氟温室气体（F-gases）的观测结果与潜在来源分析，填补了中国在南极含氟温室气体观测研究的空白，为全球气候治理提供了关键地理位置的数据支撑。

作为全球最洁净的大气环境之一，南极大陆是研究全球大气本底状态的天然实验室。含氟温室气体（包括氢氟碳化物HFC、全氟化碳PFC、三氟化氮NF3等）作为强效人造温室气体，全球增温潜势可达二氧化碳的数百至数万倍，且大气寿命长达数十年至数千年，是《蒙特利尔议定书》和《联合国气候变化框架公约》共同关注的管控对象，其全球浓度水平及其变化趋势对气候变化研究至关重要。由于其浓度极低、变化微小，需要极低检测限的高精度分析设备才能获得其准确结果，因此南极地区相关观测数据稀缺

图1 南极中山国家大气本底站观测场

为破解这一难题，2021年，联合研究团队在南极中山站（69.4°S，76.4°E）开展采样观测试验。中国气象科学研究院科考队员采用惰性化处理的不锈钢采样罐和自主研发的采样器定期采集中山站附近的近地面大气样品，随 “雪龙号” 船运回国内后，利用自主研发的天霁ODS5-Pro高精度分析系统在复旦大学实验室完成精准分析，并采样严格的质量保证和质量控制措施，以及溯源至国际标准的标气标定，保证了数据的高质量和国际可比性。

图2 2021年南极中山站的含氟温室气体F-gases浓度值及与其他站点比较

研究发现：（1）南极中山站多数含氟温室气体浓度在2021年呈显著上升趋势，其中HFC-32年增长率最高（13.7%），HFC-134a浓度全年提升5-6 ppt，成为增长最显著的物种之一；（2）南极东部沿海的中山站、特罗尔哈根站浓度整体高于南极半岛和内陆站点，反映出区域大气传输差异；（3）通过对高浓度值的传输分析和来源解析，发现其他大陆的工业排放可通过大气环流传输至南极。

该研究的第一作者为中国气象科学研究院硕士研究生南瑞琪、田彪工程师（共同一作），通讯作者为田彪工程师（中国气象科学研究院）和姚波研究员（复旦大学）。研究工作得到国家自然科学基金项目（编号：42201151）、中国气象科学研究院基本科研业务费项目（编号：2023Z004、2024Z007）的联合资助。研究获取的11种含氟温室气体完整浓度数据，已通过国家青藏高原科学数据中心向全球公开(DOI: 10.11888/Atmos.tpdc.302283)，涵盖 HFC-134a、NF₃、CF₄等关键物种，为国际社会评估管控协议成效、全球温室气体循环提供了珍贵实测数据。

近年来，消耗臭氧层物质和含氟温室气体若干意外排放源的发现凸显了大气监测对于公约履约成效评估的重要意义，为此联合国环境规划署鼓励并推动各国拓展观测网络，特别是目前的观测空白区。此次研究不仅首次揭示了南极中山站含氟温室气体的时空变化特征，更是我国自主研发设备拓展极端条件下监测的重要尝试，为未来在其他全球关键地区开展观测提供了经验。后续团队将继续开展长期连续观测，进一步揭示其长期变化趋势，为全球气候变化归因与治理提供持续的中国贡献。

（论文信息： Nan et al., 2025, Earth Syst. Sci. Data, 17, 6097–6111, https:// doi.org/ 10.5194/ essd-17 -6097- 2025）

作者简介：

南瑞琪

山东师范大学地理与环境学院自然地理学专业硕士研究生，研究方向为极地大气成分，导师为孙维君教授。硕士研究生期间在中国气象科学研究院客座学习1年，师从丁明虎研究员、田彪工程师。以第一作者或共同第一作者发表论文2篇，其中SCI论文1篇，中文论文1篇，以第二作者发表SCI论文1篇。多次参加学术会议并口头汇报，获“优秀研究生报告”等奖励。2025年8月参加阿勒泰野外考察。

邮箱：nruiq@foxmail.com

田彪

中国气象科学研究院全球变化与极地研究所工程师。主要从事极区大气环境监测与评估研究，自2018年以来累计参加5次极地现场考察，其中包括1次赴南极冰盖最高点-昆仑站地区参加考察。利用极地科考资料，发表论文33篇，其中第一或通讯作者10篇（SCI收录6篇），参与撰写专著2部，参与授权发明专利4项、实用新型专利3项；主持青年基金项目1项，并作为骨干参与国家重点研发计划“深海和极地关键技术与装备”某重点专项。自2023年起，任中国极地青年科学家协会（APECS China）秘书长、国际极地青年科学家协会（APECS）中国代表（Representative）。

邮箱:tianbiao727@foxmail.com

姚波

复旦大学大气与海洋科学系研究员、博导、副系主任，复旦大学含卤温室气体研究与标校中心主任。长期开展温室气体与消耗臭氧层物质观测设备研发、多尺度-多维度观测技术研究、长期联网观测以及排放来源研究。主持科技部重点研发专项等国家级科研项目8项，在Nature Geoscience、PNAS等期刊发表论文120余篇，授权专利十余项，作为主笔作者编写《城市温室气体排放监测最优做法指南》以及《臭氧损耗科学评估报告》等国际权威评估报告或国际方法学报告。担任世界气象组织 “全球温室气体综合信息系统计划”科学指导委员会委员、世界气象组织大气成分能力建设与教育专家委员会委员、联合国环境规划署《蒙特利尔议定书》科学评估委员会专家等。

邮箱：yaobo@fudan.edu.cn