四月的南京草长莺飞、春光灿烂，南京大学第十八届地学文化节如期而至。2024年4月3日中午，南京大学女地学工作者联合会的40余位成员在昆山楼B427会议室齐聚一堂，共同探讨地理信息技术在地学前沿问题中的应用。本次学术沙龙由地理与海洋科学学院的马春梅教授组织、张秀英教授主持，四位报告人深入浅出，娓娓道来，与大家分享运用地理信息技术进行地表形变监测、光合作用模拟、空气污染物暴露模拟、以及大气环境健康效益评估的故事，展现出南京大学女性科研工作者在应对全球变化和服务国家需求中将基础研究与应用研究相结合的特色，以及开展交叉融合的无限潜力。
报告1：时序InSAR技术在地表形变监测中的应用
报告人简介：
董少春，南京大学地球科学与工程学院副教授，研究方向为遥感在构造变形及地质灾害监测中的应用。
报告内容：
合成孔径雷达差分干涉测量（InSAR）及其相关技术具有高精度、高时空分辨率、大范围、全天候、全天时以及不需要现场测量等优势，在地震形变、火山运动、冰川移动、地面沉降等方面的地表形变监测中发挥了重要的作用。
董少春老师的课题组以库车坳陷大范围出露的地表盐构造为研究对象，通过联合多源遥感数据，基于Sentinel-1A卫星的升降轨数据，利用时序InSAR技术反演库车坳陷盐构造的地表形变，获得了该地区一维和二维地表形变速率图，结合地貌、气候、钻井和地震资料以及物理模拟结果，全面认识地表盐构造的分布和运动学特征，分析对比不同区段盐底辟构造的样式和形变过程的差异，建立盐岩分布和迁移规律与盐下构造、地表活动和气候之间的关系，为理解天山山前盆山结合带的地表过程与构造变形的耦合机理提供了新视角。
图1 (a) 盐构造三维示意图; (b) 库车坳陷主要点源和线源的形变模式
报告2：叶绿素荧光遥感方法与应用
报告人简介：
章钊颖，南京大学国际地球系统科学研究所/地理与海洋科学学院助理教授，主要研究方向为全球变化生态学、植被遥感、叶绿素荧光遥感。
报告内容：
生态系统光合作用或总初级生产力（GPP）是陆地碳循环的关键参数，决定了陆地生态系统的初始物质和能量，而且是大气中二氧化碳的最大单一汇。遥感数据是研究区域尺度GPP时空分布格局的主要手段，但是不同模型结构和输入参数导致GPP估算结果有明显差异，精确估算GPP对认识全球碳循环具有重要意义。
日光诱导叶绿素荧光是叶绿素分子吸收太阳光重新激发出的光谱信号，可以作为植被光合作用的指示剂，能够直接刻画植被生理过程和光合作用的变化模式。章钊颖老师与合作者基于日光诱导叶绿素荧光反演原理，围绕叶绿素荧光在叶片和冠层内部辐射传输过程机理及其测量展开了深入研究，并将成果应用于全球和区域碳循环领域。
图2基于日光诱导叶绿素荧光遥感的全球植被光合作用日变化模拟
报告3：区域性大气污染物暴露的精细化模拟
报告人简介：
王毅一，南京大学环境学院博士后，主要研究方向为污染物暴露精细化模拟、污染暴露的健康风险评估、气候变化对碳减排的影响。
报告内容：
大气污染对人体健康造成严重危害，可能引发呼吸系统和心血管疾病以及癌症。空气污染物主要包括地面臭氧（O3）、细颗粒物（PM2.5）、颗粒物（PM10）、二氧化氮（NO2）、二氧化硫（SO2）和一氧化碳（CO）。由于排放源、化学反应和气象运输的复杂性，空气污染物的时空分布可能在局部地区有较大差异。中国的空气污染问题主要集中在工业城市和大都市，2019年因空气污染导致中国185万人死亡，其中142万人死于颗粒物。准确评估空气污染暴露有助于更好地了解人口暴露、污染热点和流行病学影响的驱动因素。
一般通过化学传输模型或卫星遥感技术对空气污染物进行预测。然而，这两种模型通常用于中等空间分辨率的全国性研究，难以捕获城市内部空气污染物暴露的精细尺度变化。为此，王毅一博士与合作者建立了一种复合建模框架，以预测区域性污染物浓度的精细时空变化。该模型构建在地理统计建模框架上，使用国家和地方机构的监测数据、高分辨率地理数据和全覆盖卫星数据的综合观测和预测变量数据集，采用降维回归方法和空间平滑函数以处理小尺度暴露变化。经过交叉验证，他们的模型对六种常规污染物（O3、PM2.5、PM10、NO2、SO2、CO）的空间和时间预测能力表现良好。
图3常规污染物的浓度空间分布模拟（100 × 100 m2）
报告4：中国碳排放提前达峰的大气环境健康效益
报告人简介：
汤蓉，南京大学大气科学学院2020级博士研究生，研究方向为气候变化下大气污染的健康影响及其社会经济驱动。
报告内容：
工业革命以来温室气体的大量排放使全球气候变暖、海平面上升、极端气候事件频发。我国积极参与全球环境与气候治理，2020年9月郑重承诺将力争于2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。气候变化减缓措施可实现大气污染物协同削减，带来巨大环境健康协同效益。全面开展气候政策的成本-效益分析，对于增强国际社会应对气候变化的信心、推动全球气候变化合作具有重要意义。
汤蓉在导师指导下，通过融合政策情景分析、空气质量模拟、健康风险模型、成本效益分析等方法与数据，聚焦二氧化碳排放，从社会经济发展和气候政策强度两个维度，评估了不同气候政策路径下的碳排放，及其对改善环境空气质量和人群健康的协同效应。研究发现，在绿色发展路径（SSP1）和全球1.5℃控制目标下，我国可在2030和2050年分别避免约11.8万和61.4万人的PM2.5归因死亡。气候政策越严格健康协同效益越大，并且气候政策的长期协同效益更加明显。研究进一步指出，在2050年前，仅依靠气候政策的协同效应不足以实现“美丽中国”的空气质量目标，也难以抵消老龄化趋势导致的PM2.5相关死亡的上升，我国仍需持续增强大气污染防治力度，有效保护公众健康。
图4我国实施气候政策带来的PM2.5相关健康协同收益
(a) 2030年REF-RCP2.6（即维持2015年政策水平与2℃情景之差）；(b) 2030年RCP2.6-RCP1.9（即2℃情景与1.5℃情景之差）；(c) 2050年REF-RCP2.6；(d) 2050年RCP2.6-RCP1.9
参会成员就报告涉及的技术细节、未来研究方向等展开热烈讨论，并在交流过程中充分体会到跨领域合作的可能性和必要性。最后，在主持人的引导下，大家依次进行自我介绍，交换联系方式，活动在轻松愉悦的氛围中圆满落幕。
参考阅读：
Chang F, Dong S, Yin H, et al. Kinematic response of subaerial salt diapirs to geomorphic, tectonic and climatic regimes: insights from space-based observations in the western Kuqa fold-thrust belt, NW China. Tectonics, 2023, 42, e2022TC007670. https:// doi.org/10.1029/2022TC007670.
Tang R, Zhao J, Liu Y, Huang X, Zhang Y, Zhou D, Ding A, Nielsen CP, Wang H. Air quality and
health co-benefits of China’s carbon dioxide emissions peaking before 2030.
Nat Commun 13, 1008 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28672-3
Wang Y, Huang L, Huang C, Hu J, Wang M. High-Resolution Modeling for Criteria Air Pollutants and the Associated Air Quality Index in a Metropolitan City. Environment International. 2023:107752.
Wang Y, Huang C, Hu J, Wang M. Development of high-resolution spatio-temporal models for ambient air pollution in a metropolitan area of China from 2013 to 2019. Chemosphere. 2022;291(Pt 2):132918.
Zhang, Z., Cescatti, A., Wang, Y.-P., Gentine, P., Xiao, J., Guanter, L. et al., 2023a. Large diurnal compensatory effects mitigate the response of Amazonian forests to atmospheric warming and drying. Sci. Adv., 9(21): eabq4974. http://doi.org/10.1126/sciadv.abq4974.
Zhang, Z., Guanter, L., Porcar-Castell, A., Rossini, M., Pacheco-Labrador, J. and Zhang, Y., 2023b. Global modeling diurnal gross primary production from OCO-3 solar-induced chlorophyll fluorescence. Remote Sens. Environ., 285: 113383. http://doi.org/10.1016/j.rse.2022.113383.
Zhang, Z., Zhang, Y., Porcar-Castell, A., Joiner, J., Guanter, L., Yang, X. et al., 2020. Reduction of structural impacts and distinction of photosynthetic pathways in a global estimation of GPP from space-borne solar-induced chlorophyll fluorescence. Remote Sens. Environ., 240: 111722. http://doi.org/10.1016/j.rse.2020.111722.
供稿：董少春、章钊颖、王毅一、汤蓉、陈澍
审核：马春梅、王勤、黄蕾、漏嗣佳