化石燃料废气中的超细颗粒可能导致极端天气事件

强降水或极端干旱——全球极端天气事件的频率正在增加。然而,现有的气候模型并不能充分显示它们的动态。卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员认为,大气中的超微颗粒对云物理有重大影响,因此对天气也有重大影响。他们在飞机上的测量证实,尽管粗细粉尘浓度下降,但颗粒数量的排放仍在增加,并将其归咎于废气清洁系统中化石燃料的燃烧。他们的研究结果发表在《科学报告》上

根据政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)的最新报告,干旱和强降水等极端天气将在未来增加。“到目前为止,气候研究人员将这些变化归因于二氧化碳浓度的增加和温暖大气中水蒸气容量的增加。”来自KIT气象与气候研究所(IMK-IFU)大气环境研究部的Wolfgang Junkermann博士说,该研究所位于Garmisch-Partenkirchen的Alpine校区。然而,由于二氧化碳的寿命长,它在空间中是均匀分布的,如果不考虑水文循环,它就不能充分解释极端天气事件分布和发生的可变性,他补充说。

Junkermann与澳大利亚独立航空研究(ARA)研究所的气候研究员Jorg Hacker教授一起认为,化石燃料燃烧产生的100纳米大小的超细颗粒对极端天气事件有重大影响,因为它们充当凝结核,对云物理有区域性的短期影响。“通过传统的云形成模型,我们可以证明,超细颗粒的增加也会导致特别细的液滴的形成。”Junkermann解释道。

结果,水在大气中停留的时间更长,雨水最初被抑制,并且在对流层中部形成了一个额外的能量库,这促进了极端降水。它可能发生在几百公里外。纳米颗粒污染的不均匀分布可能解释了极端天气事件的巨大区域差异。

opar来自现代废气清洗的瓷砖

到目前为止,超细颗粒对云形成的影响只能在非常罕见的情况下直接观察到。为此,研究人员利用了地球大气中细颗粒物的数量和分布以及水文循环变化的数据。他们发现,在地球的许多地区,颗粒数量的增加与区域变化的降水模式有关。”例如,自20世纪70年代以来,地中海上空的颗粒物浓度增加了25倍。”Junkermann说。“在同一时期,可以观察到降水的强烈变化,常规降雨减少,干旱和极端事件增加。”在澳大利亚和蒙古也遇到了类似的情况。这一发现是基于对小型飞机的广泛测量系列,这些飞机在20年的时间里产生了可能是此类数据集中最大的数据集。这些数据涵盖了亚洲、中美洲、欧洲和澳大利亚地区可重建的历史排放和有据可查的区域气候变化。

这些数据证实,自20世纪70年代以来,颗粒物排放急剧增加。“在某些地方,我们发现每立方厘米有15万个颗粒,而40年前只有1000个颗粒。”容克曼说。这些极端浓度归因于发电厂、炼油厂或船舶交通,尤其是采用最新废气技术的大型焚烧厂。”自20世纪90年代以来,氨被用于防止工业设施废气中氮氧化物(NOx)的形成。研究人员将这与许多纳米颗粒排放到大气中有关。

气候研究的吸引力

在他们的文章中,科学家们呼吁在气候研究场景中更好地考虑大气中超细粉尘浓度的增加。迄今为止所使用的计算是基于本世纪初排放情景的尘埃值。“更新后的数据将大大改善水文循环、降水变化和极端天气事件的建模。”容克曼指出。(加入)

最初的发布

沃尔夫冈·容克曼、约尔格·哈克:超细颗粒、主要来源和水文循环达到了前所未有的水平。科学报告,2022年。DOI:https://doi.org/10.1038/s41598-022-11500-5

来源:https://www.klima-umwelt.kit.edu/english/

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