【遥感应用】糟糕的空气质量是否能够遮盖全球变暖影响

2017年8月9日

该图显示自2001年到2015年以来的美国气溶胶光学深度变化趋势（蓝色正在减少，红色正在增加)。美国东南部地区空气质量提高可能导致1990年以来该地区气温升高。

图片来源: NASA-JPL/Caltech /芝加哥艺术学院

　　20世纪期间，除了东南部以外，美国大陆的平均气温上升了将近0.5摄氏度。直到20世纪80年代，那里的温度实际上有少许下降。气候学家将这种奇特现象称为“变暖空洞”，关于此问题存在许多猜测。但是，从上世纪90年代开始，东南地区的气温又开始回暖，而且在21世纪初，气候变暖加速。

　　一项发表于《遥感》期刊上的新研究论文成果表明，该地区空气质量明显改善可能导致大约1990年以后气候变暖空洞的消失。而且，美国以外的其他受污染地区，如：中国和印度，可能会经历相同的现象。

　　造成空气质量差的一个主要因素是空气中的气溶胶——尘埃的微小颗粒，木材、煤和石油燃烧产生的煤烟，或由工厂和汽车尾气排放产生的硫酸盐气体等。气溶胶可以通过变暗照射到地球表面的阳光，并通过增加云层数量和寿命，将太阳光反射回太空，从而降低气温。

　　变暖空洞神秘消失后，各种研究提出可能的原因，包括：云层覆盖、降水或空气污染产生的气溶胶量的变化等。2006年，美国环境保护署（EPA）开始对直径小于2.5微米的气溶胶粒子浓度实施更严格的排放总量限制。为了遵守规定，许多美国电力公司和工业企业开始通过减少使用煤炭，安装过滤器减少排放。

　　20世纪80年代，欧洲新法规促成空气质量改善后，出现了类似的温度变化趋势。因为降低气溶胶粒子浓度可以使更多的阳光能够到达地球表面，科学家们假定美国空气质量的改善也可能导致东南地区的气温变化。

　　为了验证这一假设，美国国家航空航天局（NASA）喷气推进实验室（JPL）研究员Mika Tosca（现就职于芝加哥艺术学院）团队使用了3种地表温度数据集。这些数据集是由特拉华（Delaware）大学、加州大学伯克利分校（UC-Berkeley）和进行汇编地表温度和降水数据的全球历史气候网络（Global Historical Climatology Network）机构共同编制完成。

　　他们同时使用了基于2个卫星仪器的气溶胶数据：搭载于1999年发射升空的NASA Terra卫星上的多角度成像光谱仪（MISR），以及NASA和法国空间局（CNES）2006年联合发射的云-气溶胶激光雷达和红外线探路者卫星观测 (CALIPSO)卫星上的云-气溶胶激光雷达与正交极化（CALIOP）激光雷达。

　　数据显示，2000~2015年之间，美国东南部夏季温度上升了大约1.5华氏度（0.75摄氏度），明显快于20世纪期间美国大陆增温速度。夏季气溶胶数量总体下降约20%，2007年后呈陡峭下降态势。这一下降的出现，正好与EPA新实施标准一致。

　　为了确定气溶胶变化对引起的温度变化影响程度有所帮助，Tosca和他的同事使用了一个模拟太阳能量如何穿越地球大气层的模型，利用MISR和CALIOP卫星数据作为输入。在模型结果中显示出的阳光增加结果，与在密西西比州古德温克里克（Goodwin Creek）的美国国家海洋与大气管理局（NOAA）太阳辐射监测站的每日测量结果相吻合。这表明，气溶胶的减少使大部分暖洞消失是一个合理的解释。

　　Tosca表明，气溶胶和云之间的联系也可以发挥作用。下一步工作，将是运行一个更复杂的气候模型，将云层和气溶胶对它们的影响考虑其中。该团队还希望将这种分析应用于其他空气污染程度较高的地区，如：中国和印度。他们推断这些地区可能存在自身的“暖洞”——大气中高浓度气溶胶掩盖了那里气候变化的影响。假如这些区域未来空气污染减少，他们可能也会经历一个突进的温度跳跃时期。

　　Tosca阐释，总的来说，这目标是为了更准确地预测我们的星球将会发生什么。这种基于观测的研究为科研提供了更好的模型，更好的模型提供更好的预测，更好的预测能够带来更好的政策。

　　原文题目：Can poor air quality mask global warming's effects

　　资料来源：https://climate.nasa.gov/news/2612/can-poor-air-quality-mask-global-warmings-effects

　　（王化编译，殷永元审核）