2017年8月9日

該圖顯示自2001年到2015年以來的美國氣溶膠光學(xué)深度變化趨勢（藍色正在減少，紅色正在增加)。美國東南部地區(qū)空氣質(zhì)量提高可能導(dǎo)致1990年以來該地區(qū)氣溫升高。

圖片來源: NASA-JPL/Caltech /芝加哥藝術(shù)學(xué)院

　　20世紀(jì)期間，除了東南部以外，美國大陸的平均氣溫上升了將近0.5攝氏度。直到20世紀(jì)80年代，那里的溫度實際上有少許下降。氣候?qū)W家將這種奇特現(xiàn)象稱為“變暖空洞”，關(guān)于此問題存在許多猜測。但是，從上世紀(jì)90年代開始，東南地區(qū)的氣溫又開始回暖，而且在21世紀(jì)初，氣候變暖加速。

　　一項發(fā)表于《遙感》期刊上的新研究論文成果表明，該地區(qū)空氣質(zhì)量明顯改善可能導(dǎo)致大約1990年以后氣候變暖空洞的消失。而且，美國以外的其他受污染地區(qū)，如：中國和印度，可能會經(jīng)歷相同的現(xiàn)象。

　　造成空氣質(zhì)量差的一個主要因素是空氣中的氣溶膠——塵埃的微小顆粒，木材、煤和石油燃燒產(chǎn)生的煤煙，或由工廠和汽車尾氣排放產(chǎn)生的硫酸鹽氣體等。氣溶膠可以通過變暗照射到地球表面的陽光，并通過增加云層數(shù)量和壽命，將太陽光反射回太空，從而降低氣溫。

　　變暖空洞神秘消失后，各種研究提出可能的原因，包括：云層覆蓋、降水或空氣污染產(chǎn)生的氣溶膠量的變化等。2006年，美國環(huán)境保護署（EPA）開始對直徑小于2.5微米的氣溶膠粒子濃度實施更嚴(yán)格的排放總量限制。為了遵守規(guī)定，許多美國電力公司和工業(yè)企業(yè)開始通過減少使用煤炭，安裝過濾器減少排放。

　　20世紀(jì)80年代，歐洲新法規(guī)促成空氣質(zhì)量改善后，出現(xiàn)了類似的溫度變化趨勢。因為降低氣溶膠粒子濃度可以使更多的陽光能夠到達地球表面，科學(xué)家們假定美國空氣質(zhì)量的改善也可能導(dǎo)致東南地區(qū)的氣溫變化。

　　為了驗證這一假設(shè)，美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進實驗室（JPL）研究員Mika Tosca（現(xiàn)就職于芝加哥藝術(shù)學(xué)院）團隊使用了3種地表溫度數(shù)據(jù)集。這些數(shù)據(jù)集是由特拉華（Delaware）大學(xué)、加州大學(xué)伯克利分校（UC-Berkeley）和進行匯編地表溫度和降水?dāng)?shù)據(jù)的全球歷史氣候網(wǎng)絡(luò)（Global Historical Climatology Network）機構(gòu)共同編制完成。

　　他們同時使用了基于2個衛(wèi)星儀器的氣溶膠數(shù)據(jù)：搭載于1999年發(fā)射升空的NASA Terra衛(wèi)星上的多角度成像光譜儀（MISR），以及NASA和法國空間局（CNES）2006年聯(lián)合發(fā)射的云-氣溶膠激光雷達和紅外線探路者衛(wèi)星觀測 (CALIPSO)衛(wèi)星上的云-氣溶膠激光雷達與正交極化（CALIOP）激光雷達。

　　數(shù)據(jù)顯示，2000~2015年之間，美國東南部夏季溫度上升了大約1.5華氏度（0.75攝氏度），明顯快于20世紀(jì)期間美國大陸增溫速度。夏季氣溶膠數(shù)量總體下降約20%，2007年后呈陡峭下降態(tài)勢。這一下降的出現(xiàn)，正好與EPA新實施標(biāo)準(zhǔn)一致。

　　為了確定氣溶膠變化對引起的溫度變化影響程度有所幫助，Tosca和他的同事使用了一個模擬太陽能量如何穿越地球大氣層的模型，利用MISR和CALIOP衛(wèi)星數(shù)據(jù)作為輸入。在模型結(jié)果中顯示出的陽光增加結(jié)果，與在密西西比州古德溫克里克（Goodwin Creek）的美國國家海洋與大氣管理局（NOAA）太陽輻射監(jiān)測站的每日測量結(jié)果相吻合。這表明，氣溶膠的減少使大部分暖洞消失是一個合理的解釋。

　　Tosca表明，氣溶膠和云之間的聯(lián)系也可以發(fā)揮作用。下一步工作，將是運行一個更復(fù)雜的氣候模型，將云層和氣溶膠對它們的影響考慮其中。該團隊還希望將這種分析應(yīng)用于其他空氣污染程度較高的地區(qū)，如：中國和印度。他們推斷這些地區(qū)可能存在自身的“暖洞”——大氣中高濃度氣溶膠掩蓋了那里氣候變化的影響。假如這些區(qū)域未來空氣污染減少，他們可能也會經(jīng)歷一個突進的溫度跳躍時期。

　　Tosca闡釋，總的來說，這目標(biāo)是為了更準(zhǔn)確地預(yù)測我們的星球?qū)l(fā)生什么。這種基于觀測的研究為科研提供了更好的模型，更好的模型提供更好的預(yù)測，更好的預(yù)測能夠帶來更好的政策。

　　原文題目：Can poor air quality mask global warming's effects

　　資料來源：https://climate.nasa.gov/news/2612/can-poor-air-quality-mask-global-warmings-effects

　　（王化編譯，殷永元審核）