来自 农业资讯 2019-09-20 16:56 的文章
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全球或多升温1,2024年将升温0

美国科学家4日援引最新研究结果称,过去20年来,大气污染影响了印度的稻米产量,这一现象应引起当地农业部门和环保部门的关注。

亚洲褐云将威胁美国 2024年将升温0.4度

本月在《地球物理学研究通讯》上发表的一项研究表明,人类排放的气溶胶的减少(通常由工业活动释放的微小的空气污染颗粒)可能导致全球变暖幅度从0.5上升到1摄氏度。

煤、柴油等矿物燃料燃烧产生的煤烟及其他空气悬浮颗粒物会在大气中形成所谓的大气褐云,这一直是造成印度空气污染的一大难题。大气褐云会减少降雨量,并使气温降低。

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这实际上将导致地球气候超过巴黎气候协议中列出的最严格的目标。世界各国领导人制定了一个雄心勃勃的目标,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2摄氏度之内,并为把升温控制在1.5摄氏度之内而努力。但是研究表明,世界已经升温了大约1摄氏度,这意味着再升高0.5度就会把我们星球推向危险的边缘。挪威CICERO国际气候研究中心的气候学家BjrnSamset说:“既然我们试图保持1.5或2度的目标,那么我们就要牢记这一点。“

美国加利福尼亚大学伯克利分校和圣迭戈分校的科学家4日在美国《国家科学院学报》网络版上报告说,他们建立了一个稻米产量历史数据与空气污染程度相关的模型。科学家的分析发现,过去20年来,大气褐云加之更大范围的全球变暖效应,严重限制了印度稻米产量的提高。

如果亚洲褐云继续变厚,到2024年,美国部分地区将因此升温0.4摄氏度。

污染如何影响气候

此前曾有研究认为,大气褐云的降温作用能部分抵消全球变暖对农作物的影响。但科学家指出,大气褐云的确能发挥一定的降温效应,但大气褐云也会造成降雨量明显减少,从而严重影响稻米的生长。

图片来源:Jesse Allen/Earth Observatory/MODIS/NASA

这项研究还表明,通过在世界某些地区造成降水和其他天气模式的重大变化,气溶胶的减少可能会产生显着的区域后果。气溶胶不会长时间滞留在大气中,这意味着它们不会像二氧化碳和其他温室气体一样在世界各地扩散,它们的影响往往是区域性的。

上世纪60年代和70年代,广泛应用的农业种植技术曾使印度的稻米产量节节升高。但80年代中期之后,印度稻米产量增长一直乏力。科学家根据模型估计,如果没有大气褐云等负面影响,从1985年到1998年,印度稻米产量增幅本应超过14%。

本报讯美国科学家进行的一项研究宣称,作为世界最大的污染源之一,亚洲数不尽的汽车、工厂和家庭每年正在向大气中排放着超过200万吨的碳烟灰和其他污染物。这些污染物不仅对亚洲国家是一个坏消息,并且它们的影响甚至能够波及到几千公里之外。研究预测,到2024年,这些污染物在使其他国家变冷的同时,还将导致美国升温0.4摄氏度。

也就是说,那些空气污染最严重的地方,可能会在污染消失之后产生一些非常大的变化。东亚的气溶胶排放量是世界上最高的,其降水量和极端天气事件可能会大幅增加。在一定程度上,由于气流的关系,这些影响可能会波及到北半球的其他地区。

印度是世界上最主要的稻米生产国之一,稻米是这个国家10亿多人口的主要粮食作物。科学家指出,印度如能采取措施降低大气褐云的水平,将有助于其进一步提高稻米产量。

一些污染物——例如从发电厂和火山喷出的浅色浮质——能够将光反射回太空中,从而使地球降温。然而深色浮质——例如来自发电厂和柴油引擎的碳烟灰——却能够吸收更多的阳光,从而加热周围的空气。这项研究认为,迅速发展的亚洲国家,特别是印度、中国以及那些东南亚国家正是浮质的主要来源地。在过去几十年里,笼罩这一地区的阴云被人们称为“亚洲褐云”。

Samset指出:“我们也看到,这些气溶胶对亚洲气温的影响实际上向北移动到北极地区、北欧、挪威和美国北部。“这些地区对亚洲气溶胶的变化也很敏感”。

之前的研究显示,尽管被碳浮质污染的大气层正在变暖,但云层还是些许降低了地表的温度——据估计减少了10%到15%到达地表的光线数量。褐云同时还减弱了亚洲夏季季风,并改变了季风降雨的时间和地点。研究表明,在最近几十年中,亚洲褐云正在变得越来越厚。

科学家之前就知道,某些类型的污染实际上可以帮助降低气候温度。例如,某些气溶胶,比如硫酸盐可以反射太阳光,或者导致反射阳光的云层变厚。随着世界各国对空气污染治理问题变得非常重视,科学家也发现,研究污染消失后气候的变化,对实现诸如2摄氏度目标这种全球气候目标来说非常重要。

为了评估褐云的影响,美国科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的气候科学家Haiyan Teng和同事,利用一个详细的气候模型评估了陆地、海洋、大气和海冰之间的相互作用。在3个不同的场景中,研究人员提高了从赤道到北纬50度,从东经70度到东经150度——该区域覆盖了印度和大部分的中国及东南亚国家——的富含碳的深色排放物的浓度。通过将排放速度增至当前的6倍到10倍,这些场景模拟了如果深色浮质排放在2005年至2024年之间翻番会产生什么结果。

消除气溶胶,升温可达1.1摄氏度?

Teng表示,在20年的时间里将排放增加至当前速度的6倍乃至10倍看起来有些极端。但研究小组之所以使用这些数值是因为气候模型在某种程度上低估了由深色浮质导致的大气变暖。

这项新研究基于四个全球气候模型,研究人员用这些模型来模拟消除了人为排放的主要气溶胶(包括硫酸盐和碳基颗粒如烟尘)污染物的影响。他们发现,由此导致的全球变暖效应将在0.5到1.1摄氏度之间。

研究人员在即将出版的《地球物理学研究快报》上报告说,到2024年,将深色浮质排放增加6倍或10倍将导致全球平均气温在地表升高0.1摄氏度。然而或许更重要的是,增厚的褐云将引发长期气候模式的重大变化,这将对数千公里之外的地区产生影响。这种影响有些类似于一种人造厄尔尼诺现象——热带太平洋海表变暖改变了美国和其他地区的温度和降水。

这些结果与研究气溶胶的降温效应的其他研究结果一致。《自然-地球科学》(NatureGeoscience)2016年发表的一篇的论文发现,自1980年以来,北极地区(全球变暖最为迅速的地区)变暖幅度高达半摄氏度,这是由欧洲的污染减少引起的。就像最近的研究一样,这些发现说明了气溶胶对气候显著的降温作用,以及北半球不同地区之间的大气联系。

这项研究特别指出,深色浮质排放的大量增加将导致美国东部的冬季气温升高0.4摄氏度,同时美国大部分地区在夏季也将出现类似的温度变化。与此相反,格陵兰岛、加拿大北部的大部分地区,以及南极洲的部分地区则将在夏季和冬季变冷0.25摄氏度甚至更多。

其他研究也支持气溶胶影响全球气温的观点。另一篇于2016年发表在《自然-地球科学》上的文章也指出,在过去的50年中,陆地上的气候变暖现象约有三分之一被气溶胶污染暂时的掩盖了。

并未参与此项研究的剑桥市麻省理工学院的大气科学家Chien Wang指出,尽管科学家一直在研究污染物对云形成以及其他小规模现象的影响,并确定它们对其他相距较远地区的气候影响是一个较新的研究领域,然而新的发现“并不会让人感到惊讶”。但他强调,科学家的新研究“是一个高度理想化的试验”,因此相关结果可能对于捕捉总体的变化模式更为准确,而不是他们正在评估的某一特定场所变热或变冷的精确数量。

总的来说,研究表明,温室气体排放对气候的影响远远超过它所表现出来的,只是其中的一部分被空气污染所掩盖。随着空气变得更清洁,这些潜在的影响开始显现出来。

《中国科学报》 (2012-05-29 A2 国际)

最近的研究表明,如果所有的气溶胶突然停止排放,气候变暖可能会有一定程度的加剧,但是它无法预测这一过程需要多长时间。

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难以实现的目标

过去几十年来,由于与健康有关的原因,许多国家在治理空气污染方面已经取得了重大进展。此外,全球减少温室气体的努力可能会对气溶胶产生溢出效应,因为造成空气污染的工业活动也是碳排放的源头,减排可以起到多重效果。

因此气溶胶在大气中的含量可能会继续下降。另一个问题是,它们在什么时候会完全消失,那时0.5到1.1摄氏度的上升空间将发挥其全部潜力。一些科学家在解释最近的研究结果时已经提出了自己的谨慎看法:“虽然气溶胶与许多碳排放活动有关(比如燃煤,砍伐森林),这并不是一个一一对应的关系。”美国宇航局戈达德太空研究所所长GavinSchmidt评论这项新研究时指出:“二氧化碳净零排放并不意味着人为气溶胶排放量也为零。”他表示气候不会因为人为排放的气溶胶突然消失而加剧变暖”。

但其他科学家则认为,即使时间并不确定,巴黎气候协议中的全球目标(特别是1.5度目标)现在几乎肯定会被超过了。同为CICERO成员的研究人员GlenPeters在自己的Twitter评论中表示,只有利用地质工程技术,才有可能将全球气温降低到一定阈值以下。

实际上,一个可行的地质工程方案就包括使用气溶胶冷给地球降温,这也算是一种对人体健康无害的理想形式。其他的想法也包括从大气中回收二氧化碳,但到目前为止,还没有任何一个提案是可行的全球解决方案。

现在,Samset说,他希望新的研究可以帮助人们对气候产生更全面的了解。政府间气候变化专门委员会已经预计了一些未来气候可能的变化轨迹,考虑了不同程度的温室气体排放规模,以及不同程度的减排行动。Samset指出,在所有这些情况下研究人员都将气溶胶减少纳入考量,但并没有幅度的上的变化。由于现在还不确定未来气溶胶减排的力度有多大,一些科学家认为应该进行更全面的调查。

然而,仍然清楚的是,人类活动造成的全球变暖还未终止,而未来可能并不如我们想象的那样乐观。

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