數(shù)十年來,氣候?qū)W家們研究認(rèn)為石油氣和大氣微粒有改變地球氣候的潛在可能?,F(xiàn)在,美國宇航局下屬研究機(jī)構(gòu)、位于紐約的戈達(dá)德空間研究所(NASA-GISS)的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并刻畫出了確定的空氣化學(xué)傳播方式,這樣的空氣化學(xué)傳播方式能夠捕捉太陽光能從而使得氣候變暖,但還有些方式會(huì)阻滯太陽能從而使得地球變冷。
最近戈達(dá)德空間研究所的納第娜·昂格爾博士(Nadine Unger)發(fā)現(xiàn)了一直更為直觀的途徑以使我們了解到底什么因素會(huì)改變地球氣候。她并不僅僅只是分析了各種化學(xué)物質(zhì)對氣候的影響,還分析了到底是哪些不同的經(jīng)濟(jì)因素造成了這些影響。
昂格爾說:“我們希望給政策制定者提供更有幫助的信息,我們的這個(gè)研究將使我們能夠更容易確定哪些經(jīng)濟(jì)部門削減排放將會(huì)給氣候帶來益處,而哪些行業(yè)又會(huì)帶來我們并不樂見的后果。”
研究報(bào)告研究描述了他們?nèi)绾问褂脷夂蚰P皖A(yù)測從2000年到2100年13個(gè)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域會(huì)對氣候造成的影響。他們收集了全球科學(xué)家統(tǒng)計(jì)的各行業(yè)實(shí)際排放量,在綜合計(jì)算的基礎(chǔ)上,他們提出了一種假定,認(rèn)為未來的排放量將會(huì)保持相對不變。他們還發(fā)現(xiàn),經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的每個(gè)組成部分,例如地面交通或者農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都會(huì)釋放各自獨(dú)特的廢氣和懸浮顆粒,從而以不同的方式、在不同的時(shí)間段內(nèi)對氣候造成不同影響。
未來前景
根據(jù)他們的分析,機(jī)動(dòng)車排放目前以及近期內(nèi)都是大氣變暖的首要因素。小轎車、大巴以及卡車都會(huì)釋放促使氣候變暖的污染物和溫室氣體,機(jī)動(dòng)車會(huì)產(chǎn)生數(shù)量極其可觀的二氧化碳、黑炭以及臭氧等造成氣候變暖的污染物,而對氣候變暖起到抵消作用的微粒排放卻很少,機(jī)動(dòng)車排放的能使得氣候變冷的硫酸鹽和硝酸鹽等污染物極為有限。研究者們還發(fā)現(xiàn),家庭為取暖、烹飪而燃燒原木、動(dòng)物糞便等生物燃料是致使氣候變暖的第二大因素,而畜牧業(yè)產(chǎn)生的甲烷排放則位列第三。
研究結(jié)果顯示,公路運(yùn)輸業(yè)排放了數(shù)量巨大的二氧化碳、黑炭和臭氧,這些物質(zhì)都會(huì)致使氣候變暖。與之相反,其它工業(yè)部門雖然也釋放幾乎同樣多的氣體,但是這些行業(yè)同時(shí)還在排放硫酸鹽以及其它微粒,而這些物質(zhì)可以通過反射太陽光線以及改變云量等方式使得氣溫降低。表格顯示,排放大量硫酸鹽以及其它導(dǎo)致大氣降溫微粒的工業(yè)部門實(shí)際上對于氣候系統(tǒng)變冷起到了顯著的作用,而森林大火、濫砍濫伐、南美洲大草原的草木焚燒等各種生物物質(zhì)燃燒排放的大量有機(jī)碳微粒也阻礙了地球?qū)μ柲艿奈铡?/font>
昂格爾和她的同事們認(rèn)為,這一新的分析結(jié)果給政策制定者以及公眾提供了一個(gè)更為細(xì)致以及深入的理解途徑,可以幫助我們思考如何有效緩解氣候變化。她說:“將對付氣候變化的靶子對準(zhǔn)公路運(yùn)輸業(yè)是我們的必殺技,不管是短期內(nèi)還是長遠(yuǎn)來看都會(huì)對氣候有利,而且對我們的健康也有益處。”
出于對大氣微粒危害健康問題的顧慮,很多發(fā)達(dá)國家都已經(jīng)減少了工業(yè)領(lǐng)域的顆粒排放,但是取得這個(gè)成果的同時(shí)削弱了此類污染物的降溫效應(yīng),抵消了本來很可能阻礙近幾十年來全球變暖的一種出乎意料的工程作用。
昂格爾表示:“如果我們繼續(xù)減少顆粒排放,全球變暖就會(huì)加速。但是為了保護(hù)人類以及生態(tài)系統(tǒng)健康,我們除了減少顆粒排放別無選擇。這也意味著我們需要更加努力行動(dòng)去削減溫室氣體以及致暖污染物的排放。”
研究預(yù)測,到2020年,公路交通、家用燃料以及畜牧業(yè)將會(huì)是導(dǎo)致氣候變暖的最大因素,而船運(yùn)業(yè)、生物物質(zhì)燃燒以及工業(yè)部門還將產(chǎn)生降溫作用。昂格爾的研究表明,到2010年,各個(gè)產(chǎn)經(jīng)部門影響氣候變化的作用將發(fā)生顯著變化,由于二氧化碳排放的積累,能源以及其它工業(yè)部門將成為最大的氣候變暖因素。2050年電力生產(chǎn)就將超過公路運(yùn)輸業(yè)成為最大的氣候變暖發(fā)動(dòng)機(jī)。到2100年(右邊表格),公路運(yùn)輸業(yè)仍排名第二,而其它工業(yè)生產(chǎn)部門對氣候變暖的貢獻(xiàn)將從2020年的倒數(shù)第一躍升至排名第三。
昂格爾解釋說:“發(fā)生這樣的差異變化是由于該時(shí)間段內(nèi)溫室氣體排放的數(shù)量和強(qiáng)度不斷增加,而且這些氣體會(huì)長時(shí)間停留在大氣層中。與之相反,隨著降雨懸浮顆粒幾天后就離開了大氣層,所以其作用只能持續(xù)很短的時(shí)間。”
顆粒物排放對云層的影響
顆粒物影響云層的多元效應(yīng)將會(huì)間接地影響氣候,昂格爾的分析是最早對此問題開展的研究之一。他們的分析結(jié)果表明,電力生產(chǎn)、生物物質(zhì)燃燒以及排放顆粒物的工業(yè)生產(chǎn)部門會(huì)交叉作用產(chǎn)生強(qiáng)有力的致冷效應(yīng),而公路運(yùn)輸業(yè)和家庭生物燃料燃燒會(huì)加速與大氣云層相關(guān)的升溫作用。
昂格爾的合作者、來自伯克利的勞倫斯美國國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家蘇拉比·門農(nóng)(Surabi Menon)介紹說,他們還考察了每個(gè)工業(yè)部門的排放會(huì)對云的形成發(fā)生何種作用,這對氣候也會(huì)產(chǎn)生間接影響。對于每個(gè)產(chǎn)經(jīng)部門,昂格爾團(tuán)隊(duì)都分析了范圍廣泛的、能造成氣候影響的各種化學(xué)物質(zhì),包括二氧化碳、一氧化二氮、甲烷、有機(jī)碳、黑炭、硝酸鹽、硫酸鹽以及臭氧等等。
某些顆粒尤其是硫酸鹽和有機(jī)碳能夠使云層變得更加明亮并能保持更久,這就會(huì)產(chǎn)生降溫效果。與此同時(shí),黑炭或者說煤煙灰實(shí)際上能夠吸收太陽輻射能,這就會(huì)導(dǎo)致大氣變暖、促進(jìn)蒸發(fā)從而減少云量,這個(gè)被稱作半直接顆粒效應(yīng)的作用過程會(huì)導(dǎo)致升溫。
不過昂格爾提醒,對于顆粒物的氣候影響作用還需要進(jìn)一步深入研究。她說:“盡管我們對顆粒物氣候影響力的評估與國際間氣候變化委員會(huì)所列舉的因素是一致的,但是還存在相當(dāng)大量的不確定因素。”
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