【遥感应用】糟糕的空气质量是否能够遮盖全球变暖影响
来源: https://climate.nasa.gov/news/2612/can-poor-air-quality-mask-global-warmings-effects
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2018-01-05

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)