研究:盖伊·福克斯篝火不是云中结冰的因素

2020-11-06 07:46:18

今晚,英国人将在全国各地燃起篝火和精心制作的烟花表演来庆祝盖伊·福克斯日,这也是为什么这一天也被称为篝火之夜。庆祝活动的不利之处在于,这种结合会暂时将大量额外的颗粒物倾倒到空气中。众所周知,这对能见度有不利影响,但科学家们也怀疑,每年篝火堆积的烟尘水平升高可能会导致云层结冰。根据发表在“地球物理研究杂志:大气”上的一篇新论文,情况似乎并非如此。

对于那些不熟悉英国庆祝活动的人来说,盖伊·福克斯是1605年臭名昭著的火药阴谋的一员,该阴谋的天主教成员密谋炸毁英国上议院,试图暗杀新教国王詹姆斯·I·福克斯,当时他正守卫着藏匿的炸药,公众通过点燃篝火来庆祝国王的生还。福克斯和他的同谋于次年1月被处决。就在执行死刑的前几天,议会通过了11月5日纪念日法案(又名感恩节法案),使这一天成为一年一度的庆祝活动。

最初以极端的反天主教情绪为标志的庆祝活动的性质随着几个世纪的发展而演变。焚烧盖伊·福克斯的肖像最终成为一种普遍做法--这种做法在BBC电视剧《神探夏洛克·福尔摩斯》(Sherlock Holmes)第三季的高潮中被刻画得令人难忘。在第三季中,福尔摩斯和华生挫败了一个现代阴谋,以完成火药阴谋的开始。

这并不是第一个调查篝火之夜潜在不利影响的研究。由弗朗西斯·波普(Francis Pope)领导的伯明翰大学(University Of The Birmingham)科学家在2015年进行的一项研究调查了空气中所有这些额外的烟雾和碎片是如何影响能见度的。他们之所以选择诺丁汉进行研究,是因为诺丁汉附近有监测站:一个用于监测能见度,另一个用于监测空气污染物。他们使用了13年(2000-2012年)跟踪天气和空气污染的数据集,并寻找与篝火之夜同时出现的能见度显著下降的情况。

结果:平均而言,盖伊·福克斯之夜的能见度降低了25%。在诺丁汉这样的城市地区,人口越密集,人均篝火就越多,他们发现能见度降低了60%。

云中结冰是很自然的,但高浓度的污染物--例如灰尘、真菌或细菌--会产生过冷的水滴,导致云层结冰。利兹大学(University Of Leeds)的本杰明·默里(Benjamin Murray)是这项新研究的合著者,他表示,这反过来可能会对气候产生重大影响,可能会为二氧化碳水平上升提供某种缓冲,或者放大这些影响。

默里告诉《科学》杂志,含有冰和过冷水混合物的云可能会缓冲二氧化碳的影响,但缓冲的量是高度不确定的,部分取决于云的过程,比如气溶胶颗粒上的冰的形成。(译者注:云中含有冰和过冷水的混合物可能会缓冲二氧化碳的影响,但缓冲的量非常不确定,部分取决于云过程,比如气溶胶颗粒上的冰形成)。云层对气候变暖的反应是我们预测人类排放一定数量的二氧化碳时,地球将变暖的主要不确定性之一。因此,我们需要了解云过程,比如气溶胶颗粒上的冰形成,以改进我们的预测。

盖伊·福克斯(Guy Fawkes)的篝火通常是用废木等燃料点燃的--通常含有防腐剂和油漆,具体取决于回收地点--花园垃圾(树枝、树叶、植物茎等)、旧报纸和纸板,以及偶尔的塑料或橡胶物品。由此产生的燃烧气溶胶甚至在太空中都能看到。默里和他的同事们假设,考虑到这些更高水平的气溶胶,他们应该能够在篝火之夜期间探测到更多的大气中形成冰核的粒子浓度。

穆雷说,冰核粒子对冷云的性质有很大的影响,但我们对哪些气溶胶粒子类型会产生有效的冰核粒子的了解还处于初级阶段。在做这些实验之前,我们只是不知道在篝火之夜(烟灰是一种重要的类型)上产生的气溶胶粒子类型是否在与含有过冷液态水的一类重要云层相关的条件下形成了冰核。

但在2016年11月和2017年11月通宵采集利兹大学地球与环境学院阳台上的气溶胶浓度后,他们并没有发现这一点。默里说,尽管我们看到烟尘和其他气溶胶颗粒浓度大幅增加,但我们没有观察到冰核颗粒浓度的变化。这告诉我们,篝火之夜产生的颗粒可能对云中结冰并不重要。

波普等人。建议每年短暂地暴露在篝火中不应该对人类造成太多严重的健康不良影响。(然而,考虑到能见度降低,特别是在高度潮湿的条件下,深夜司机在庆祝了一整晚后回家可能会有风险。)。相比之下,默里和他的同事们强调,尽管篝火之夜对冰核没有贡献,但它仍然是一件重大的污染事件。默里说,煤烟会以不同的方式影响气候,对人类健康也有负面影响。然而,这不太可能阻止英国人民庆祝一个有数百年历史的传统。