课题组利用差分光学吸收光谱(DOAS)技术,在上海航运通道中开展了长达六年(2018-2023)的船舶二氧化硫(SO2)排放连续观测。研究首次结合机器学习方法,从观测数据中精准分离出船舶排放信号,清晰揭示了低硫燃料政策的“先效后衰”现象:在政策调整期(2018-2020),船舶SO2排放显著下降;而在政策稳定期(2021-2023),由于航运活动量激增,排放量出现反弹。研究进一步锁定货船为不合规高硫油使用的主要贡献者。该成果为评估和优化全球船舶排放控制政策提供了关键的观测证据与方法学支撑。
在Atmospheric Chemistry and Physics期刊的《Measurement report: Six-year DOAS observations reveal post-2020 rebound of ship SO2 emissions in a Shanghai port despite low-sulfur fuel policies》一文中,我们报道了上述发现。2024级博士生刘佳齐为论文第一作者。
为遏制船舶硫排放,国际海事组织(IMO)与我国自2020年起全面推行低硫燃油政策。本研究通过建立DOAS观测-机器学习去噪-烟羽信号解析的研究框架,量化了船舶排放的动态变化:船舶活动使航道环境SO2浓度净增0.48 ± 0.25 ppbv,达城市背景值的43%。观测数据清晰揭示了政策的阶段性效果,2018至2020年间,船舶相关SO2水平大幅下降43.5%,印证了政策初期有效性;然而,2021至2023年间,该指标以年均19.5%的速率强劲反弹,表明航运活动的增长已超越燃料政策,成为主导因素。通过对SO2-rich烟羽的溯源分析发现,尽管高浓度污染事件(>10 ppbv)频次在2023年趋近于零,但货船在所有可溯源的高排放事件中占比超过55%,被确定为持续性违规排放的主要来源。本研究证实,在蓬勃的海运贸易下,维持沿海地区空气质量需依赖更严格的燃料监管与更高效的在航船舶监测。


原文链接:Liu, J., Wang, S., Zhang, Y., Zhang, S., Yan, Y., Han, Z., and Zhou, B.: Measurement report: Six-year DOAS observations reveal post-2020 rebound of ship SO2 emissions in a Shanghai port despite low-sulfur fuel policies, Atmos. Chem. Phys., 25, 13849–13862, 2025. DOI: https://doi.org/10.5194/acp-25-13849-2025.
