一项新的研究表明,全球大气中的沙尘——来自沙漠沙尘暴的微小空气颗粒——对地球有轻微的整体冷却效应,掩盖了温室气体造成的全部变暖。
加州大学洛杉矶分校今天发表在《地球与环境自然评论》上的研究发现,自19世纪中期以来,沙漠沙尘的数量增长了大约55%,这增加了沙尘的冷却效果。
这项研究首次证明了大气沙尘的整体冷却效应。大气尘埃的一些影响使地球变暖,但由于尘埃的其他影响实际上抵消了变暖——例如将阳光散射回太空,驱散使地球变暖的高云——该研究计算出尘埃的总体影响是冷却作用。
该研究的主要作者、加州大学洛杉矶分校的大气物理学家贾斯珀·考克说,如果沙尘水平下降,甚至只是停止增长,变暖可能会加剧。
研究颗粒物如何影响气候的Kok说:“我们发现沙漠沙尘增加了,很可能略微抵消了温室变暖,这在当前的气候模型中是缺失的。”他说:“增加的灰尘并没有导致大量的变冷——气候模型仍然很接近——但我们的发现表明,温室气体本身可能导致比目前模型预测的更严重的气候变暖。”
郝琳将这一发现比作在高速行驶时发现车辆的紧急刹车部分失灵。就像完全释放刹车可能会让汽车跑得更快一样,停止灰尘水平的增加可能会略微加速全球变暖。
虽然自前工业时代以来,大气中的沙漠沙尘水平总体上有所上升,但这一趋势并不稳定——在这一过程中有上升也有下降。
由于有许多自然和人为因素影响的变量会导致尘埃水平的增加或减少,科学家们无法准确地预测未来几十年大气尘埃的数量将如何变化。
科克说,燃烧化石燃料在空气中产生的一些微小颗粒也会暂时有助于降温。但是,尽管科学家们花了几十年时间来确定这些人为气溶胶的后果,但直到现在,沙漠沙尘的确切增温或降温作用仍不清楚。研究人员面临的挑战是确定已知的粉尘增温和降温效应的累积效应。
除了大气与阳光和云层的相互作用外,当灰尘落回地球时,它可以通过沉降在冰雪上而使冰雪变黑,使它们吸收更多的热量。尘埃还通过沉积铁和磷等营养物质使地球降温。例如,当这些营养物质落在海洋中时,它们支持浮游植物的生长,浮游植物从大气中吸收二氧化碳,从而造成净冷却效应,Kok说。
自1850年以来,人类活动已经使地球变暖了1.2摄氏度,或2.2华氏度。Kok说,如果没有沙尘的增加,气候变化可能已经使地球变暖了约0.1华氏度。考克斯说,随着地球接近2.7华氏度的变暖,科学家们认为这是特别危险的,每十分之一度都很重要。
Kok说:“我们希望气候预测尽可能准确,而沙尘的增加可能掩盖了高达8%的温室效应。”“沙漠沙尘占大气颗粒物质量的一半以上,通过增加沙尘,我们可以提高气候模型预测的准确性。这是非常重要的,因为更好的预测可以为如何减缓或适应气候变化提供更好的决策。”
研究人员利用卫星和地面测量来量化目前空气中微观矿物颗粒的数量。他们确定,全球有2600万吨这样的颗粒,相当于大约500万头非洲象漂浮在空中的重量。
接下来,他们研究了地质记录,从冰芯、海洋沉积物记录和泥炭沼泽样本中收集数据,这些数据都显示了从天空中落下的大气尘埃层。来自世界各地的样本显示,沙漠沙尘在稳步增加。
土壤干燥、风速增大和人类土地利用变化(例如,将水转向灌溉和将边缘沙漠地区变成放牧和农业用地)会导致沙尘增加。科克说,由于这些类型的土地使用变化,沙尘水平的增加主要发生在世界上最大的沙漠的边界,如非洲的撒哈拉沙漠和萨赫勒沙漠,以及亚洲的戈壁沙漠,类似的变化也发生在加州的欧文斯湖,现在也发生在加州的索尔顿海。
但是,导致沙尘水平上升的因素并不明确或线性,Kok说,沙漠颗粒的数量是会增加、减少还是保持相对稳定尚不清楚。
Kok强调,虽然大气中沙尘的增加在一定程度上掩盖了温室气体使气候变暖的全部潜力,但研究结果并不表明气候模型是错误的。
Kok说:“气候模型在预测未来气候变化方面非常有用,这一发现可能会进一步提高它们的实用性。”
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。