一項國際研究試圖證明近幾年逐漸加劇的中國霧霾天氣不僅僅與短期的人為污染排放有關,更可能與極地氣候變化有關。
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日前發表在美國《科學進展》雜志的一項報告強調,2013年華東地區近一個月的空氣污染與2012年秋季北極海冰融化有關。
該報告稱,北極冰的快速融化和西伯利亞降雪增加,兩種全球變暖導致的結果正改變中國東部地區的冬季天氣模式。靜穩空氣期越來越普遍,靜穩空氣吸附污染物,導致極高濃度有害氣體的蓄積。
這項研究還發現,美國的靜穩空氣時段也在增加,這也將導致那里出現更嚴重的污染天氣。
主持這項研究的佐治亞理工學院地球與大氣科學系教授王育航注意到,過去幾年中,中國的排放正在減少,但嚴重的冬季霧霾并未改善。
中國東部平原地區嚴重空氣污染
問題于2013年初獲得世界范圍內的廣泛關注。同年9月,中國國務院發布了《大氣污染防治行動計劃》,提出“力爭再用五年或更長時間,逐步消除重污染天氣,全國空氣質量明顯改善”的目標。但最近幾年,民眾卻明顯感覺到,嚴重空氣污染事件仍在冬季不斷上演。
那么,是否有其他重要因素影響中國空氣質量呢?為了進一步弄清楚問題的根源,王育航和團隊開始了上述研究項目。研究者們基于地表風速與逆溫強度創建了一個新的空氣污染潛勢指數(PPI),以此衡量中國東部地區的污染擴散條件。
通過創建PPI指數并將其與歷史能見度長期觀測數據對照,研究者們發現,中國東部地區2013年1月的空氣污染事件嚴重程度遠高于過去30年間的任何一年的水平,而同時期的污染排放并沒有明顯變化。由此他們推斷一定有其他重要因素導致了上述極端事件。
隨后,他們檢查了包含極冰,雪蓋,厄爾尼諾等各種主要氣候因子的影響。他們利用主成分分析與最大協方差分析的方法發現,中國地區靜穩天氣條件與北極海冰和中高緯度西伯利亞地區雪蓋的變化密切相關。其中,北極海冰在2012年秋季減小到歷史性低位,而西伯利亞雪蓋面積在緊隨其后的2012年初冬季節達到歷史性最大。
隨后,他們采用全球氣候模式來模擬研究這些氣候因子的變化是如何影響了大尺度大氣環流形勢以及中國東部地區的污染擴散條件。研究者最終發現,全球氣候變化導致的極地北冰洋海冰消融與西伯利亞降雪增加改變了區域大氣環流結構,進而可能加劇了中國近年來的冬季嚴重空氣污染問題。
王育航接受界面新聞采訪時進一步解釋,海冰減少與雪蓋增加導致影響中國的西伯利亞高壓脊減弱,由此減小了海陸氣壓與溫度梯度并導致東亞冬季風傳播路徑向東偏移,這一變化降低了中國東部地區的地表風速并創造了區域大范圍的靜穩天氣條件。
“極地迅速變暖對中緯度地區都有影響,但程度不一樣。”王育航接受界面新聞采訪時表示,中國冬季霧霾對這些變化非常敏感。其中一個原因是排放源集中在東部平原,西臨高原,東臨海洋,導致污染擴散困難。
研究者們認為,盡管當前中國政府正在努力減少污染排放,但中國冬季空氣污染現象將在未來一段時期內反復出現。
“目前這一污染問題在很大程度上由長期氣候變化驅動,而不單單由短期人為污染排放因素驅動,因此在未來短時間內將很難獲得明顯改善。”王育航說。