“全球暗化” 被忽略
陰霾天氣不僅對(duì)城市居民的身心健康造成極大影響,還可導(dǎo)致太陽(yáng)輻射減少,進(jìn)而對(duì)局部氣候產(chǎn)生影響,科學(xué)界稱這種現(xiàn)象為全球暗化,由全球暗化研究的先驅(qū)、英國(guó)科學(xué)家格里·斯坦希爾首次提出。全球暗化,指太陽(yáng)光線到達(dá)地球表面的輻射量減少了,主要與大氣中逐漸增多的空氣微粒(以灰塵和氣溶膠為主)散射和反射強(qiáng)度有關(guān)。
由于到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射減少輕微,一般人很難觀察到,只有氣象學(xué)家對(duì)太陽(yáng)輻射定量研究后才能發(fā)現(xiàn),所以直到20世紀(jì)90年代初,研究者才開始認(rèn)識(shí)并廣泛關(guān)注全球暗化現(xiàn)象。其實(shí),全球暗化的發(fā)現(xiàn)也經(jīng)歷了一個(gè)曲折的過程,由于公眾普遍認(rèn)可全球變暖的事實(shí),很多人不相信在太陽(yáng)輻射減少的情況下,氣溫還能不斷上升,甚至科學(xué)家對(duì)此也不認(rèn)可。
最早揭露并讓公眾認(rèn)知這種現(xiàn)象的,是主要研究太陽(yáng)輻射和地球能量平衡的日本氣象學(xué)家大村纂。1985年,他在瑞士蘇黎世大學(xué)大氣與氣候科學(xué)學(xué)院檢測(cè)歐洲地區(qū)的太陽(yáng)輻射時(shí),發(fā)現(xiàn)這里很“黑暗”。通過比較當(dāng)?shù)卮饲暗奶?yáng)輻射監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),他發(fā)現(xiàn)30年來這里的太陽(yáng)輻射減少了約10%。起初,大村纂對(duì)這一結(jié)果也難以接受,因?yàn)闅夂蜃兣咽侵髁骼碚摚绻厍虮砻鏈囟仍谏仙?yáng)光線怎么可能減少呢?但他始終堅(jiān)持了自己的研究結(jié)果,并于1989年與另外兩位學(xué)者合作,公布了這一結(jié)論。當(dāng)時(shí)的科學(xué)界對(duì)此并未重視,用大村纂的話說:“簡(jiǎn)直被忽略了。”
不過還是有不少研究者對(duì)此現(xiàn)象感興趣并繼續(xù)研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不僅歐洲的太陽(yáng)輻射減少了,世界其他地區(qū)也有類似的現(xiàn)象,如美國(guó)30年間太陽(yáng)輻射量減少了10%。從全球范圍看,20世紀(jì)50年代至90年代的40年間,太陽(yáng)輻射平均每10年減少1%~2%。
在詳細(xì)、真實(shí)的數(shù)據(jù)面前,科學(xué)界和社會(huì)公眾終于逐漸接受了全球暗化的事實(shí)。太陽(yáng)輻射減少的直接后果就是地球氣溫降低,對(duì)氣溫研究的數(shù)據(jù)已經(jīng)證實(shí)了這一結(jié)論:從1961年開始,地球的平均氣溫逐年下降,直到20世紀(jì)70年代中期,地球溫度下降趨勢(shì)才有所減緩。
那么,我國(guó)的情況如何呢?20世紀(jì)60~70年代,我國(guó)的太陽(yáng)輻射量呈上升趨勢(shì),70年代后逐漸下降,80年代以后太陽(yáng)輻射量下降尤為明顯,90年代以后仍以下降為主,在全國(guó)58個(gè)太陽(yáng)輻射觀測(cè)站中,僅有個(gè)別地區(qū)太陽(yáng)輻射量略有上升。
亡羊補(bǔ)牢為時(shí)未晚
全球暗化與自然和人類的活動(dòng)均密切相關(guān)。首先,自然因素方面,太陽(yáng)輻射量與日照、風(fēng)、沙塵、火山噴發(fā)、森林大火和云量等有關(guān)。當(dāng)太陽(yáng)光線穿過大氣層時(shí),由于受到云、水汽、大氣中的二氧化碳及氣溶膠等微粒的吸收、反射和散射等作用,到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射量減少了。但是,這些自然因素一般比較穩(wěn)定且變化的周期性較強(qiáng),因而對(duì)太陽(yáng)輻射減少的影響力有限,并不是全球暗化的主導(dǎo)因素。
其次,人為因素的影響,工業(yè)革命之后,人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)煤、石油及天然氣等化石能源的需求不斷增大。伴隨著化工工業(yè)的發(fā)展,空氣中的二氧化碳、二氧化硫和粉塵等逐漸增多,明顯降低了空氣的透明度。此外,空氣中的二氧化硫和三氧化硫均可轉(zhuǎn)化成硫酸鹽,它是氣溶膠的主要來源,造成大氣二次污染。氣溶膠既能直接反射太陽(yáng)光,同時(shí)又是云層形成的“原料”,抑制太陽(yáng)輻射的作用明顯。有一個(gè)典型的例子:1994~1996年,中國(guó)硫酸鹽和含碳?xì)馊苣z的排放量均達(dá)到峰值,這幾年的太陽(yáng)輻射每年減少0.8%,此后的太陽(yáng)輻射則呈上升趨勢(shì)。盡管時(shí)間短暫,但也說明空氣中的氣溶膠對(duì)我國(guó)太陽(yáng)輻射量的影響是顯著的。日常生活中,加油站、汽車及廚房等產(chǎn)生的油煙均通過空氣擴(kuò)散,造成空氣中的懸浮微粒增加,減少了太陽(yáng)輻射,這也是全球暗化的另一個(gè)重要因素。
太陽(yáng)輻射是自然環(huán)境中各種物理過程的主要能量來源,是驅(qū)動(dòng)天氣形成和演變的基本動(dòng)力,也是地表生態(tài)系統(tǒng)能量的主要來源,因此,全球暗化會(huì)帶來許多生態(tài)問題,例如:地球表面接受太陽(yáng)輻射減少,會(huì)使地表水分蒸發(fā)速度減緩,由此可能導(dǎo)致大范圍的干旱,區(qū)域性的降水平衡也可能遭到破壞,并可能導(dǎo)致缺水地區(qū)愈加干旱。我國(guó)西北地區(qū)天氣干燥,浮塵、揚(yáng)沙天數(shù)多,削弱了太陽(yáng)輻射強(qiáng)度,降低了水分蒸發(fā)量,可能使當(dāng)?shù)赜晁郊訁T乏。20世紀(jì)70~80年代的非洲干旱,曾導(dǎo)致上百萬人死亡和5 000萬人饑荒。氣候?qū)W家分析認(rèn)為,當(dāng)時(shí)降水集中在北半球,因此南半球尤其是撒哈拉地區(qū)降雨量嚴(yán)重減少。有非洲國(guó)家因此指責(zé)發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)和發(fā)電廠排放的灰塵削弱了非洲的太陽(yáng)輻射,導(dǎo)致非洲降水大幅減少。
如果不是2013年空氣中的PM2.5問題引起了大家普遍的關(guān)注,我們對(duì)全球暗化現(xiàn)象的認(rèn)知可能還要推遲。當(dāng)前,地球面臨的環(huán)境問題可能產(chǎn)生鏈?zhǔn)叫?yīng),全球暗化可能同其他環(huán)境問題疊加,從而導(dǎo)致更加嚴(yán)重的生態(tài)問題。因此,人類必須立即行動(dòng)起來,努力減少空氣污染,減少二氧化碳排放,降低因太陽(yáng)輻射減少對(duì)環(huán)境可能造成的負(fù)面影響。