撒哈拉沙尘猛烈抨击美国,引发气候问题

2020-06-29 03:01:56

一团巨大的尘埃云从撒哈拉沙漠穿越大西洋5000英里后终于袭击了美国。

本周早些时候,这股烟柱使波多黎各的天空变暗,导致该岛出现了有史以来最高的大气气溶胶浓度。到昨天早上,墨西哥湾沿岸的云层已经开始爬行。气象学家表示,朦胧的天空可能会持续到周末。

科学家们指出,这一特殊的羽流是有记录以来最极端的羽流之一。大气中尘埃颗粒的厚度是卫星测量25年来观测到的最高厚度。无论它经过哪里,它的副作用都是显而易见的:朦胧的天空和灿烂的日落,以及空气中所有额外的灰尘带来的潜在的呼吸系统刺激。

迈阿密大学(University Of Miami)大气科学家约瑟夫·普罗斯佩罗(Joseph Prospero)说,这是一个极其不同寻常的事件。30多年前,他的研究团队帮助开创了撒哈拉尘埃云研究的先河。

总体而言,撒哈拉尘埃流实际上一直都在发生-撒哈拉沙漠有源源不断的尘埃供风穿越大西洋。这些活动通常不会那么激烈。

关于这些移动中的尘埃云是否会受到未来气候变化的影响,科学家之间存在一些争论。建模研究产生了好坏参半的结果,一些人暗示他们可能会变得更加激烈,另一些人则提出了相反的建议。

普洛斯佩罗说,目前还不清楚这一特殊事件是否是气象异常,也不清楚它是否可能是持续变暖的影响的一瞥。

撒哈拉尘埃羽流可能会对当地空气质量产生强烈的(如果是暂时的)影响。它们会影响大西洋飓风的活动。它们甚至可能影响海洋中的微小生物,这有助于将二氧化碳从大气中吸收到水中。

旅程从撒哈拉沙漠开始,这是一片横跨北非的广袤干旱的土地。它以其炎热干燥的条件而闻名-尤其是在夏天,那里的表面温度可以飙升到远高于110华氏度。

热空气在积聚时会在大气层中上升,有时会上升到4英里以上的高空。当它上升时,它会将尘埃从表面带走。

普罗斯佩罗说,接下来会发生什么往往取决于当地的天气条件。当强风出现时,它们可以把漂浮的尘埃直接带到海岸。在那里,尘埃云经常遇到向西移动的信风系统。

普罗斯佩罗说,这种干热的空气会在信风的作用下上升,所以你会形成一层。我们在20世纪60年代末将其命名为撒哈拉空气层。

然后,风将这层炎热、干燥、尘土飞扬的空气带过大西洋。

当尘埃云移动时,它会以各种方式影响其环境。也许最值得注意的是,它可以抑制大西洋的飓风活动。

原因有很多。根据普罗斯佩罗的说法,炎热干燥的撒哈拉空气层可以抑制云的形成,或者撕裂任何被吸入其中的云。

德州农工大学的气溶胶和云层专家蒂莫西·洛根(Timothy Logan)表示,尘埃颗粒本身也会产生很大影响。

虽然尘埃层本身充满了暖空气,但它可以阻挡阳光进入地球表面。这可能会导致海面温度暂时降温,使风暴的条件变得不太有利。

他补充说,尘埃颗粒在帮助大气中形成云方面也不如其他类型的气溶胶有效。

洛根指出,如果尘埃云碰巧遇到了已经完全形成的飓风,那么飓风实际上可能会帮助将尘埃运过大洋。但除此之外,人们认为尘埃羽流可以防止新的飓风在水面上移动时在海洋中形成。

尘埃含有多种矿物质和营养物质,如铁和磷。当灰尘从空气中散落出来时,这些营养物质可能有助于为当地的生态系统提供燃料。

例如,撒哈拉沙尘暴被认为是亚马逊热带雨林植物磷的一个重要来源。其他专家提出,尘埃羽流可能有助于用铁使海洋肥沃,滋养水中的微生物。

这并不一定是一件好事。一些研究已经将沙尘云与沿海地区的有毒细菌和藻类水华联系起来。

另一方面,海洋中的微生物也有助于从大气中吸收二氧化碳,这在应对气候变化的斗争中是一个福音。

当尘云在加勒比海和美洲的陆地上移动时,它也会显著改变当地的空气质量。例如,本周的大规模事件引发了人们的担忧,即额外的污染可能会威胁到正在从新冠肺炎康复中的人们。

洛根指出,尘埃云最终会出现在哪里可能取决于一年中的这个时候。大西洋中的一个旋转的旋涡有助于确定大量空气将会移动的方向。

根据季节的不同,旋涡在海洋中的位置经常会发生变化。在冬天,它通常会把尘埃羽流踢到南美。在夏天,它会把它们送往北美。

远至美洲的尘埃云最终将与其他有助于将它们分开的天气系统相遇。在美国,它们可能会被西风系统困住,将它们分散在东海岸。

但很明显,只要他们坚持下去,他们就能对周围环境产生重大影响。这使得我们有必要问一问,在一个变暖的世界里,这些事件可能会发生什么变化,如果有的话。

例如,如果大型沙尘暴变得更普遍或更强烈,它们可能会对大西洋飓风产生更大的影响。或者它们可能会对海洋生态系统产生更大的影响。

不过,就目前而言,还不清楚这是否会产生任何影响。

最近的一些研究试图调查气候变化和撒哈拉沙尘暴之间的联系。他们产生了好坏参半的结果。

去年11月发表在“JGR:Atteneres”杂志上的一项研究表明,在过去的100年里,从撒哈拉沙漠运出的沙尘比过去几个世纪还要多。这项研究还表明,北非的干旱时期,特别是撒哈拉以南的萨赫勒地区,与更强的沙尘事件有关。

如果这种类型的干旱在未来更频繁地发生,那么科学家们可能会预计撒哈拉沙漠沙尘事件将会加剧。但目前还不清楚是否会出现这种情况。

萨赫勒地区的气候预测是出了名的不确定,特别是当涉及到对降水的预测时。模型表明,该地区可能会经历强烈干旱的增加和暴雨事件的增加。

还有其他研究表明,由于完全不同的因素,撒哈拉沙尘事件在未来可能会减少。例如,发表在“自然”杂志上的一项2016年的研究表明,改变风向可能会减少灰尘从非洲传出的数量。

研究还将撒哈拉尘埃羽流与其他各种自然气候变量联系起来,例如厄尔尼诺事件。随着世界继续变暖,其中一些气候变量也可能发生变化,科学家们仍在研究这种变化方式。

尽管如此,本周的重大事件可能已经引起了人们对这个问题的更多关注--或者至少,引起了人们对一般尘埃羽流现象的更多关注。

普洛斯佩罗说,在我晚年的时候,这是令人欣慰的,在我从事这项工作50多年后,大多数时候没有人特别关心灰尘,而现在,突然之间,人们对灰尘感到兴奋。

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