最新研究表明，如果夏天北極的溫度比較高，那么當(dāng)年冬天中緯度地區(qū)的霾就會比較重。這一發(fā)現(xiàn)或可作為霧霾預(yù)警。
還記得去年夏天北極圈內(nèi)出現(xiàn)罕見高溫，一度達到32℃嗎？還記得剛剛過去的冬天北京霧霾頻發(fā)，僅去年11月京津冀及周邊地區(qū)就出現(xiàn)4次重污染天氣過程嗎？
看似八竿子打不著的兩件事，卻被科學(xué)家找到了其中的關(guān)聯(lián)。3月7日，北京師范大學(xué)全球變化與地球系統(tǒng)科學(xué)研究院教授趙傳峰等發(fā)表在《氣候動力學(xué)》上的一篇研究論文告訴我們，北極與霧霾竟是“相愛相殺”的一對。
霧霾導(dǎo)致北極變暖
趙傳峰關(guān)于北極和霾的研究，可以追溯到10多年前。
通常認為，二氧化碳等溫室氣體造成了極地變暖。當(dāng)這一常識被固化后，很少有人會去想，在溫室氣體外，還有什么物質(zhì)會讓北極變暖。
2006年，還在美國猶他大學(xué)讀博士的趙傳峰，首次發(fā)現(xiàn)極地地區(qū)除溫室氣體外的另一個導(dǎo)致變暖的重要因素就是氣溶膠（霾），相關(guān)論文發(fā)表在《自然》上。
回到北師大后，趙傳峰又深化了這項研究，揭示了氣溶膠對北極冬、春季節(jié)的強增暖效應(yīng)，相關(guān)成果2015年發(fā)表于《地球物理研究通訊》。
研究發(fā)現(xiàn)，大量來自中北美洲、歐洲和亞洲的霾，對北極氣候變暖作出了不比溫室氣體低的“貢獻”。
“北極的云層淺薄，地球熱量輻射出來的長波透過云層輻射出去后，地球表面溫度本應(yīng)該低一些。然而，大量的霾這種小粒子氣溶膠的出現(xiàn)，使得云滴增多、粒徑變小、光學(xué)厚度增加，地面長波很少能夠透過云層向外輻射，反而被云層保留在地面大氣之中，形成了很好的保暖效果?！壁w傳峰解釋說。
這項研究成果不僅被科學(xué)家大量引用，還被美國、法國、挪威等作為制定污染控制政策的科學(xué)依據(jù)。
不過，趙傳峰的好奇心并沒有因此得到滿足。他開始琢磨：霾對北極增溫有影響，那么反過來，北極變暖后會對霾有什么影響呢？會不會影響大尺度環(huán)流，進而影響中緯度地區(qū)的霧霾？
北極增溫，霧霾加重
趙傳峰帶領(lǐng)團隊分析了1979年至2016年期間，北極地區(qū)（北緯67.5度以北）的地面氣溫和中緯度地區(qū)（北緯30度至60度）的氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）兩組數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性。
結(jié)果顯示，北極除了增溫的趨勢外，還有兩個周期性變化，分別是7年和12年左右；而中緯度地區(qū)的氣溶膠也有7~9年和11~13年的周期性變化。兩個周期性基本吻合，具有一致性。
“其實大氣污染更多取決于局地的影響，短暫的可能是排放或天氣的影響，但如果是長時間的，比如一兩年，那就是氣候態(tài)的。因此我們主要看大的周期性變化，從氣候態(tài)的波動來找規(guī)律?！壁w傳峰說。
除了周期性變化的一致外，該研究還有一個有趣的發(fā)現(xiàn)：如果北極夏天（5、6月）溫度比較高，那么當(dāng)年冬天（12月至來年2月）中緯度地區(qū)的霾就會比較嚴(yán)重。
那么，這種影響是怎么產(chǎn)生的？趙傳峰分析說，中緯度風(fēng)場受北極環(huán)流的影響，北極變暖后，極地的風(fēng)圈閉環(huán)環(huán)流不容易被強勢打破，因此中緯度地區(qū)來自北方的風(fēng)速就會減小，不利于污染物擴散。
至于影響的滯后性，他認為，是因為能量有一個存儲過程。到了夏天，北極海冰融化，海溫升高，能量存儲在海洋里，到了冬天才會釋放出來。
氣象只是個輔助條件
趙傳峰等關(guān)于北極增溫和中緯度污染之間遙相關(guān)的發(fā)現(xiàn)，3位匿名審稿人給予了高度評價。他們認為，該研究的方法新穎，更重要的是，能夠引起大家對大尺度環(huán)流對局地空氣質(zhì)量影響的共鳴。
至此，趙傳峰關(guān)于北極和霧霾密切相關(guān)的研究算是閉合了。后續(xù)，他將帶領(lǐng)團隊利用模式進一步去驗證現(xiàn)象背后的機理。
“觀測與模式彼此印證。”趙傳峰說，“目前我們只是提出了一種解釋，可能還會有別的解釋，用模式能幫助我們找到更多的機理?！?/p>
“在排放源變化不大的情況下，我們的這項研究是可以作為預(yù)警的。”不過，趙傳峰強調(diào)，在霾的發(fā)生上，氣象只是一個輔助條件。
他表示，我國霧霾成因復(fù)雜多樣，各個因素在霧霾的發(fā)生發(fā)展過程中都有“貢獻”，是各個因子糾纏在一起共同作用的結(jié)果。具體到每個過程，霧霾主導(dǎo)影響因子或有差異。
在污染排放不是特別嚴(yán)重的情況下，可能氣象條件一好，就不會形成霾了；如果本來排放就很嚴(yán)重，氣象條件的作用，則體現(xiàn)在霾的持續(xù)時間和最大強度上。
因此，趙傳峰指出，治理霧霾的最佳手段永遠是在源頭著手。
編輯：曹鈺佳
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