2019年4月15日，以中科院地球环境研究所安芷生院士领衔的研究团队，在美国科学院院刊(PNAS)在线发表了我国北方重霾形成机制的重要综述论文，这也是安芷生院士2016年入选美国科学院外籍院士的就职文章。 

　　重霾污染在我国北方冬季时有发生，且持续时间长、覆盖范围大，对空气质量和人体健康均有重要影响。重霾污染因其成因复杂，涉及学科领域广，目前对其成因尚存争议。这一论文在全面总结大气化学与物理、气象、气候等领域灰霾研究最新进展基础上，从排放源、灰霾形成、发展和消散过程中的化学物理机制、以及与气象和气候的相互作用角度，率先指出人为排放与大气过程之间的相互协同效应是重霾形成和发展的关键，初步厘清了我国北方重霾成因研究思路和今后研究重点。

　　WRF-Chem模式模拟农业氨排放所产生二次气溶胶对PM_2.5贡献：A-D分别代表25%，50%，75%和100%氨的模拟结果。 

　　该文系统阐述了我国北方冬季重霾的几项关键成因：一是冬季燃煤和生物质燃烧等居民取暖导致的污染物排放增强；二是PM_2.5化学形成与转化，特别是排放到大气中的活性气态物质(包括挥发性有机物、二氧化硫、氮氧化物、氨气)通过大气化学反应和物理过程转化为二次有机气溶胶与二次无机气溶胶对重霾的重要贡献，其中农业氨排放对PM_2.5的贡献最高可达30%；三是气象和气候条件变差，包括气溶胶？辐射？云相互作用引起的大气边界层变薄、大气稳定度增加、相对湿度增加等，北极海冰融化、青藏高原地形地貌、厄尔尼诺(ENSO)等因素也通过改变东亚冬季风及中高层西风环流等气候背景影响重霾事件发生。同时文章也对当前灰霾研究的难点、不确定性及气象气候贡献等热点问题进行了述评，并展望了未来研究重点，特别强调了需要重视重霾演化过程中二次污染物形成的关键化学物理机制以及灰霾污染与气象气候条件的互馈机制。 

　　该文还指出开展灰霾形成机制的基础研究对制定有效合理公共政策的重要性，这对改善灰霾污染预警预测，制定合理有效的减排政策，提高公众环境保护意识均有重要意义。

东亚冬季风和中高层西风环流气候背景影响我国北方重霾污染的示意图：包括北极海冰融化、西伯利亚高压、青藏高原地形地貌、厄尔尼诺(ENSO)等影响因素。