气候异常变化和碳黑气溶胶有关.doc

气候异常变化和碳黑气溶胶有关
同全球性的气候变暖相比，我国及邻近区域出现了更为特殊的气候异常现象

气候的异常和极端变化给人类生活造成了巨大的损害，成为全球关注的焦点问题。但是，在世界绝大多数地方的气候都在变暖的同时，我国和邻近国家如印度的气候却出现了特殊的变化。如近几十年来，我国长江中下游一带的平均气温不是增高，而是略有下降，我国的夏季出现了越来越严重的南涝北旱的趋势，多少年来世界各地的科学家一直在寻求我国气候异常变化的原因。来自国家自然科学基金委的大气物理学家罗云峰博士和其三位美国同事的工作对近年来我国的气候变化提出了一个新的解释。他们的研究推测，人类活动排放的污染物碳黑气溶胶可能是我国和周边国家气候异常变化的因素之一，他们的研究结果发表在新一期出版的《科学》杂志上。

在正常的情况下，太阳光通过短波辐射穿过大气层给地球升温，同时地球在吸收太阳短波辐射的同时，自身又向外空发射红外长波辐射穿过大气层，因此，在无其它干扰的情况下，地－气系统之间就形成了一种能量的平衡，地球的平均温度保持了相对的稳定，适宜于人类生存。但是，自工业革命以来，尤其是２０世纪５０年代以后，人类活动所排放的大量废气改变了大气层的成分，影响了地－气系统间的能量平衡，引起了气候的强制性变化。

当二氧化碳、甲烷和臭氧等气体堆集在大气层里时，这些气体会部分吸收地球向外空发射的红外长波辐射，让热量不能散发出去，就像一个塑料大棚盖在地球的表面，使地球表面温度升高，形成了所谓的“温室效应”。因此，二氧化碳、甲烷等气体也被称为“温室气体”。与此同时，大气层中还存在另外一种人类活动排放的物质——气溶胶，它是悬浮在空气中的小颗粒，主要由硫酸盐、硝酸盐、含碳颗粒、海盐和矿物尘埃构成，科学家认为它的作用与温室气体刚好相反。大气层中气溶胶能反射太阳光，减少了射向地球的太阳短波辐射能量，就像在地球上树了一把阳伞，降低了地球表面的温度，因此，被称之为“阳伞效应”，气溶胶对气候有冷却作用，可局部抵消温室效应。

气溶胶对气候的影响与二氧化碳等温室气体不同。二氧化碳在大气层中的分布均匀、寿命长，昼夜作用一样，而气溶胶在大气中的寿命短，有很强的地域特色，时空分布很不均匀，且昼夜作用不一样。因此，气溶胶对气候变化的影响远较温室气体复杂。但是，由于我们缺乏对气溶胶的观察数据，气溶胶对气候变化的具体影响一直是一个谜。

在大气物理学家周秀骥院士、吕达仁研究员和李维亮研究员等的指导下，罗云峰在前人研究的基础上，首创了一种利用多年气象观测资料推算气溶胶数量的方法，并在国际上首次完整地分析了我国近３０年来大气气溶胶的时空分布。在此基础上，罗云峰应邀和美国国家航空航天局的三位科学家合作，利用美国先进的气候数值模式，模拟研究了气溶胶对气候的影响。他们的研究结果显示，大气中的气溶胶对气候有重要的影响，而在各种大气气溶胶中，有一类被称之为碳黑的气溶胶对气候的作用非常特殊。它不是反射太阳光，而是吸收太阳光，使地面气温降低，但加热了周边的空气，影响了大气层的运动，导致降雨量和气候的非正常变化，他们的气候模式模拟研究结果与我国区域气候变化的实际情况相吻合。他们得出的结论认为吸收性气溶胶能影响区域气候变化，由此推测近几十年中国夏季降雨量出现南方雨水增多、北方干旱化加重，可能与地区性碳黑气溶胶的增多有关。他们的研究还推测印度碳黑气溶胶的增长也与印度北方日益严重的干旱有关。碳黑类气溶胶主要是生物质燃料、煤等不完全燃烧的产物，在中国和印度，因为室内生物质燃料和煤的低温燃烧，所以碳黑气溶胶比较多。这一研究结果从新的角度提出了我国气候变化的可能原因，将人类活动与气候的强制性变化联系起来。

中国北方地区最近几年屡遭日益严重的沙尘暴袭击，人们普遍接受的观点是过度农耕、放牧和毁林是主要的因素。中国政府正考虑在未来几十年里投资数千亿元人民币增加森林面积和绿化带，这当然是利国利民的好事。但是，如果新的研究证实碳黑气溶胶的影响，那么采取相关措施减少这些人类活动产生的空气污染物的排放，也将有助于降低中国夏季南方洪水、北方干旱和沙尘暴频发的现状。

罗云峰说，目前这一研究结果仅仅是在不少假设条件下数值模拟研究得到的，如果更进一步的研究证实碳黑气溶胶对区域性气候变化的影响，那么的确有理由减少这类人类活动产生的空气污染物。因为碳黑气溶胶不仅让气候变暖，也是一类对环境和人体健康有害的污染物。但由于国际上认为我国大气气溶胶中碳黑气溶胶到底占多少尚不清楚，他们所使用的气候数值模式本身也有许多不完善之处，因此，这一研究结果还需要有更多、更深入的研究来证实或认识碳黑气溶胶对气候和健康的复杂影响。

对空气污染导致气候强制性变化的新解释也将会对我国和国际间的环境政策产生影响。从二十世纪八十年代开始，全球气候变暖引起各国政府的关注，大家普遍认为二氧化碳等温室气体是罪魁祸首，因此产生了以减排二氧化碳为主的政府间《京都议定书》。但是，美国至今拒签《京都议定书》，美国政府所积极寻求的就是要通过减少其它污染物来替代减排二氧化碳温室气体，因为这样它们所付出的经济代价更低，但由于我国碳黑类气溶胶的排放量较大，这将会使我国处于比较被动的局面。罗云峰认为，事实上，我国对于碳黑气溶胶含量缺乏观测数据，对非二氧化碳温室气体对环境和气候的科学认识还远远不够，对涉及污染物对区域和全球影响的研究更弱，这几个重要领域的交叉、综合研究更谈不上，研究资源分散，研究基础条件落后。为了加强我国在国际主流气候科学界的影响，争取在国际环境外交领域谈判的主动权，应该尽快加强我国对大气污染物、大气环境与气候变化和人体健康等领域的研究，为我国政府制定环境、气候政策提供充分的科学依据。（来自：科学时报）