本科研究人员用数学模型研究污染

应用数学系学生贾子康，在维也纳举行的 2021 年欧洲地球科学联盟大会上发言

作者：约翰·布彻
职员作家

从担心笼罩着家乡的污染阴霾而沮丧的高中生，到参与解决这一问题的全球斗争的研究人员，贾子康在三年里走过了漫长的道路。

作为昆山杜克大学即将毕业的一名大四学生，贾一直是一个研究团队的成员，该团队开发数学模型以衡量 Covid-19 封锁对污染水平的影响，并于上个月在奥地利的一次国际会议上发表了讲话，介绍了研究结果。

“我认为数学不仅可以为我们提供不同问题的解决方案，还可以为我们提供关于如何理解这些问题的不同见解，”应用数学专业的贾说。

贾来自山东省济南市，位于中国东部沿海的北部。该地区高度工业化，在他十几岁的时候就看到了严重的污染，有时会像浓雾一样持续数周。

高中时，他是一名寄宿生，住在靠近济南的一个小镇的校园里，周围是工业厂房。正是在这里，从窗外望着学校周围不可避免的灰色阴霾，他开始产生对此做些什么的愿望。

几个月后，贾加入了杜克大学，选择这所大学是因为这里在学术和社交方面都有广泛的“不同可能性”。

他还被 DKU 所吸引，因为它提供了研究机会，去年，随着世界开始与 Covid-19 大流行作斗争，他抓住了机会，开始了一个将数学模型应用于污染的项目。  

“在中国大学，你不会在本科生活中得到这样的机会。你的老师会认为你太年轻，不能进行这种类型的研究，但在杜克大学，我的研究导师高松教授鼓励我相信自己，”他说。

该研究项目是在维也纳举行的 2021 年欧洲地球科学联盟大会上发言的开始，该大会是世界顶级地球科学会议之一。

1 月份，研究团队向会议组织者提交了他们的工作摘要，并于次月收到回复，邀请他们在活动中谈论它。贾跃亭被选为主持人，并很珍惜这次机会。

“我并不紧张。我有点期待它，”他说。

该研究项目由环境科学与化学教授 Gao 领导，重点是揭示 2020 年 Covid-19 封锁在多大程度上降低了中国城市地区空气中的二氧化氮水平。二氧化氮主要由运输和燃煤电厂产生，是导致肺癌等呼吸系统疾病的主要原因，也是总体污染水平的良好晴雨表。

该项目的独特之处在于它使用了来自 TROPOMI 卫星的污染数据，结合地面测量和机器学习，通过考虑对污染的影响（例如天气条件）来创建与前一年的准确比较。

“这些因素的组合是新的，”贾说，并记录了比其他方式更准确的污染水平变化图。

在中国的京津冀地区（包括北京、天津和河北省），地表测量显示二氧化氮水平下降了 21%，但随着卫星数据的添加和机器学习模型的应用，这一数字上升至 42百分比下降。在上海附近，表面建模发现二氧化氮水平下降了 28%，使用研究方法上升到 35%。

贾说，这样做的重要性在于，它可以在其他地方重复使用，以提供更准确的污染情况以及政府政策对其的影响。

现在会议已经过去了，他在 DKU 的大三已经接近尾声，贾已经有了暑假的计划。他说，他会花时间反思过去三年的大学生活，以及和朋友一起在中国旅行。

他说，在不久的将来，他计划开始申请美国或欧洲的应用数学研究生学习。他补充说，污染可能仍然是他研究的重点，但如果可以的话，他也希望将数学与喜剧结合起来。

“我想我会努力做到这一点，”他说。“我在上一期注册了演讲课程，我尝试将数学与幽默的脱口秀演讲结合起来。然而，观众无法完全理解数学概念。”