甲子歌｜他揭开了伦敦“杀人雾”事件的化学机理密码——记我校1983届校友张人一教授

张人一的科研之路并不平坦。
近40年来，随着全球气候和环境的改变，他两易学术方向，沮丧过、怀疑过，重头来过。但他有着自己的执着：美国人信上帝，印度人信命运，中华民族相信愚公可以移山。人只要思变，就可以通过努力与智慧来改变与创造世界。
几经尝试，他最终打破了专业之间的壁垒，将自己在气象、物理、化学等方面的学识融会贯通，在全球空气污染与人类健康、生态系统和气候关系方面取得了国际公认的科研成果，成为中国教育部长江学者、美国地球物理学会会士、美国气象学会会士、美国科学促进协会会士、德州农工大学布什总统杰出国际研究奖等多项荣誉。
他的科学起点，始于1979年的南京气象学院。

南气院的体育明星

麻省理工的诺贝尔奖得主弟子

1977年，中国恢复高考。梦想读大学的张人一“玩命”似的苦读了两年，于1979年考上全国首批重点大学——南京气象学院，就读于大气物理系人工影响天气专业。
“收到录取通知书时很兴奋，想到自己要去南京读书了。”张人一笑着回忆，没想到一下火车，又颠簸了大半天才来到位置偏远的学校，“一开始情绪还蛮低落的”。但偏远有偏远的好处，校园环境简单朴实，大家都能静下心来学习、做研究，“在这里养成的良好习惯让我终身受益。”
“南气院非常注重英语和数理等方面的学习，这对我后来出国深造、转型研究量子化学等都非常有帮助。”在张人一看来，南气院的学习既严格又宽松，严格在于对基础知识的要求，宽松在于更加注重思维的引导。“老师布置的作业都很灵活，启发学生去思考，不仅知其然，还要知其所以然，这让我们以后的学术路线更加宽广。”张人一说。
校园中，张人一还是个“体育明星”，他是学校男子田径队的一员，蝉联了1980、1981两届校运会的跳高冠军，还和许晓峰、李刚等同学组队，经常在高校校际间接力赛中折桂。
“那时候没什么娱乐活动，下课后运动运动，就是最开心的事了。”直至今日，张人一还保持着那时养成的运动习惯，每天至少跑步、游泳一小时，“运动就是休息，不仅能强健体魄，还能让大脑放松，工作时效率更高。”
从南气院毕业后没多久，张人一来到美国深造。硕士期间，他读的是物理。来到麻省理工读博士时，他又对“隔壁邻居”化学实验室产生了兴趣。“我们做科学研究，就是希望能解决公众关注的实际问题”，张人一道出自己转而学习化学的初衷，”云与降水的形成主要涉及低层大气物理过程，当时并不是科学界关注的焦点；彼时氟利昂等氟氯碳化物对高层大气中臭氧层的危害尤其引人关注，很多科学家投身到相关的研究中。”张人一毛遂自荐，转向大气化学研究，尤其是导致极地平流层臭氧空洞形成的机理。
张人一和导师诺贝尔奖获得者Mario Molina教授
1995年，张人一的导师Mario Molina教授因为对平流层臭氧损耗机理方面的突出贡献获得1995年诺贝尔化学奖。从导师身上，张人一觉得自己收获的不仅是知识，更是一种宝贵的思考方式，“普通人看见现象想现象，一部分人看见现象想本质，我的导师思考的是看不见现象的本质，这对我的触动是巨大的。”

做前人没做过的事

努力不会辜负任何人

有幸跟随名师学习，张人一满心抱负准备大展拳脚。但1987《蒙特利尔协议书》签订后，氟氯碳化物等被作为列管的化学物质逐步汰换，他的研究方向又逐渐失去了现实意义。

“第二次发现自己从事的研究失去进一步扩展的空间，我不是没有过沮丧。”张人一坦言，“但人只要有不向命运低头的韧劲与执着，就没有解决不了的难题。”
张人一将自己的科研经历形容成一个圆圈，起始于气象学，改行到化学，又回到大气科学。随着全球经济发展的加快，低层大气中的污染愈加严重，灰霾等问题严重影响人类生存环境，他的研究视野逐渐又从高层大气转到低层大气中来。气象、物理的扎实背景，加上后期的化学加持，让他在影响人类健康、生态环境和气候的大气污染等问题研究上如鱼得水，研究成果在领域内独树一帜。
“首次”“开创”“发明”等成为张人一科研履历中的关键词：“首次”提出了极地平流层云的液相混合物的形成过程，“开创”了极地平流层云物质复相化学反应的实验室模拟研究；“首次”提出了有机酸和硫酸盐协同作用导致气溶胶的成核机理；对大气可挥发有机物的中间反应步骤、有机自由基和终端反应产物进行了“创新性”的描述；“首次”阐明了气溶胶对人类健康、天气与气候的几个关键效应；“发明”了直接对反应产物进行定量分析、化学特性分析和纳米粒子化学成分分析的离子迁移－化学电离质谱技术，并开发了云微物理模型、大气化学模型和空气污染模型等众多科研成果。多年来，他在《Science》杂志、《PNAS》、《Nature》杂志子刊、美国化学学会杂志等国际顶级期刊发表论文200多篇，SCI引用超14000多次，h-index达66。
张人一接受中国国际电视台的采访
2010年，张人一被推选为美国气象学会大气化学委员会主席。他还担任德州农工大学大气化学和环境研究中心主任，并获得德州农工大学最高荣誉的杰出教授职称。“科学研究最需要执着，努力从来不会辜负任何人。”张人一说。
郑军教授是张人一指导的首位博士后，现在也已经成长为学科带头人了，在他看来，老师是一个“真正的科学家”。“他一心钻在学问里，面对更高的行政职位也从不动心”，郑军回忆，张人一每天在学校至少待12小时，中饭和晚饭都带到实验室来吃。前两年郑军去美国看望导师，恰好有一台仪器坏了，两人还一起调试到凌晨一两点，“调仪器是个体力活，老师的年纪也不轻了，但他仍旧亲力亲为，奋战在科研第一线”。
郑军心中，张人一始终保持一颗炽热、纯粹的科学心，“每次见面，他都会抓着我们问工作情况。去年他回校参加COAA会议，吃完晚饭还拉着我们在操场散步，聊了俩小时科研，直至今日，我还能从老师身上学到许多。”郑军说。
张人一在第九届环境化学大会上受邀做大会报告

解开60年世界谜题

致力解决中国环境问题

1952年，英国伦敦的“杀人雾”事件至今仍令人心有余悸，一场浓密而有毒的大雾导致一万多人死亡。虽然众所周知导致死亡的罪魁祸首是二氧化硫的排放，但是60多年来，产生致命雾霾的具体化学反应过程一直是个谜。直至2016年末，这个谜团终于被张人一率领的国际科研团队解开，这一重磅成果发表在《PNAS》上，成功解释了燃煤释放的二氧化硫是如何转化成有毒酸雾的。

张人一的这一发现引起了不小的轰动。世界各大媒体纷纷报道这一成果，不仅是因为他解开了半个世纪之谜，更因为其研究对发展中国家治理大气环境、争取国际话语权具有普适性的科学意义。
“近十年来，中国一直致力于解决空气污染问题。只有找到雾霾的成因、特性才能有针对性地开出良方。”通过与英国雾霾的对比研究，张人一发现，中国的雾霾是由更小的纳米粒子组成的，而且比起伦敦大雾超强酸性，当代中国的雾霾基本上是中性的。“中国的雾霾与伦敦杀人雾有本质的区别”，张人一说，“减少二氧化氮和氨气的排放，或许能够中断生成硫酸盐颗粒的反应过程。汽车与农业的排放控制需要成为今后中国减排的重点。”
张人一在学校接受媒体采访
张人一的信仰是“通过科学研究来解决人类发展进程中遇到的挑战”，这也是他从事科学研究的终极目标。“中国正面临空气污染的挑战”，他认为，作为世界第二大经济体，这是国家高速发展过程中不可避免的问题。“美英等世界上发达国家也都曾经历过从污染到治理的阶段，中国不是个例。关键是如何制定有效的污染防治政策。”
“中国雾霾是复合型污染，是由多种排放源共同造成的，有待我们解决的科学问题还有很多。”虽然身在美国，张人一仍旧关注和研究中国问题。他的研究常以中国城市为样本，时常回国做讲座，和中国科学家协同攻关重大难题。
至今，张人一仍旧奋战在科研第一线，“当中国的雾霾消散时，也许我就可以退休了。”

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文字：林雯
编辑：梁瑞娜责编：梁瑞娜审核：方向