全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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“亚洲棕云”有利于逆温层的形成和雾霾的发生

已有 3931 次阅读 2017-1-10 17:39 |个人分类:科技点评|系统分类:观点评述| 逆温层, 亚洲棕云, 雾霾来源, 静稳条件

“亚洲棕云”有利于逆温层的形成和雾霾的发生

                                                              杨学祥,杨冬红

 

联合国2002812发表的一份报告显示,一团因严重空气污染而形成的棕色“乌云”正笼罩在南亚地区上空,并威胁着该地区的经济发展和数百万居民的身体健康。更为严重的是,这块被科学家们称为“亚洲棕云”的云团还有蔓延到其他地区的趋势,因此引起了有关人士的关注。

报告说,在从阿富汗到斯里兰卡的南亚大部分地区,“亚洲棕云”犹如一杯混合着灰尘、酸、浮质和其他微粒的有毒鸡尾酒从天而降,改变了该地区的降雨类型,破坏了农业生产。    参与研究的科学家维克多说,“亚洲棕云”能吸收照射到地球表面的太阳能。其实,这本来也不算什么坏事,科学家们曾希望它能阻挡一些直射到陆地和海洋的阳光,但该云团实在是太“贪得无厌”,竟然吸收了能到达地面15%的太阳能,同时导致低层大气增温,最终改变了冬季风的风向,使亚洲西北部雨量骤减。

http://tech.sina.com.cn/o/2002-08-14/0834132102.shtml

大气对流层的气温从总体看是随高度的增加而降低,也就是说气温随高度递减。但是,近地面的大气层情况比较复杂,也有正好相反的时候,即气温随高度递增,这就是出现了所谓“逆温”。它像一层厚厚的被子罩在城乡上空,上下层空气减少了流动,近地面层大气污染物“无路可走”,只好原地不动,越积越多,空气污染势必加重。

人们忽略了人工逆温层的形成:

“亚洲棕云”能吸收照射到地球表面的15%的太阳能,同时导致低层大气增温,地表降温,形成温差巨大的逆温层,导致雾霾频繁发生。

所以,“亚洲棕云”既是空气污染源,又制造雾霾发生的有利条件,其双重作用不可忽视。

 

相关报道

“亚洲棕云”威胁百万生灵

20020814 08:34 北京娱乐信报

 

  因严重空气污染而形成“亚洲棕云”让整个南亚地区都处在“水深火热”之中。”   

 

  联合国12日发表的一份报告显示,一团因严重空气污染而形成的棕色“乌云”正笼罩在南亚地区上空,并威胁着该地区的经济发展和数百万居民的身体健康。更为严重的是,这块被科学家们称为“亚洲棕云”的云团还有蔓延到其他地区的趋势,因此引起了有关人士的

关注。  

 

  来势汹汹祸患无穷  

 

  报告说,在从阿富汗到斯里兰卡的南亚大部分地区,“亚洲棕云”犹如一杯混合着灰尘、酸、浮质和其他微粒的有毒鸡尾酒从天而降,改变了该地区的降雨类型,破坏了农业生产。    参与研究的科学家维克多说,“亚洲棕云”能吸收照射到地球表面的太阳能。其实,这本来也不算什么坏事,科学家们曾希望它能阻挡一些直射到陆地和海洋的阳光,但该云团实在是太“贪得无厌”,竟然吸收了能到达地面15%的太阳能,同时导致低层大气增温,最终改变了冬季风的风向,使亚洲西北部雨量骤减。例如,巴基斯坦西北部、中国西部和中亚西部的雨量被因此减少了40%,而东海岸则雨量充沛,造成了“西边日出东边雨”的现象。由此带来了一个有点奇怪的后果,当亚洲这边在和洪魔作斗争时,另一边却正向老天爷求雨,广大居民处于“水深火热”之中,叫苦不迭。  

  “亚洲棕云”的罪行还不止这一桩。除了改变降雨类型外,它还能制造酸雨,破坏农作物和树木的生长,导致成百上千的人患上呼吸道疾病。诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑曾是最早提出臭氧层空洞成因的科学家之一,这次他和200多名科学家一起参与了“亚洲棕云”的研究。他说,印度每年有200万人死于大气污染。“如果这一现状继续下去,后果将不堪设想。”      人类自己酿下苦果  

  那么,这团让科学家们忧心忡忡的“亚洲棕云”是如何产生的呢?联合国环境规划署执行主任特普费尔认为:其实这是我们人类自己酿下的苦果。据分析,这团“亚洲棕云”的形成80%是由人为因素造成的,它的有毒成分大多是人类向大气中排放的,如来自森林大火和农业废物燃烧的有毒气体、向空气中大量排放的汽车尾气、越来越多的工业和能源基地燃料燃烧所释放的毒气以及从千家万户的低效炊具中冒出来的烟雾。  

  特普费尔指出,考虑到“亚洲棕云”现在正以一定速度移动这一现象,这个问题不仅仅是亚洲国家的问题,也是全球性问题,也使即将在南非约翰内斯堡举行的联合国可持续发展首脑会议地球峰会增添了一个议题。  

联合国的报告还说,随着人口的不断增多,人类对环境的污染也有日趋加重趋势。因此报告呼吁,“我们需要马上行动,用清洁的绿色环保可再生能源来代替污染严重的一次性能源,并且要采取强硬的法律措施来保护世界森林,把环境污染减少到最低程度,为人类的生存和发展提供一个良好的环境。”

http://tech.sina.com.cn/o/2002-08-14/0834132102.shtml

 

全球关注南亚“棕色云团”

(2002-08-19 13:33:11)

   据浙江在线:联合国环境规划署812发表的一份研究报告指出,由于严重的空气污染,南亚地区上空已经形成了一片3公里厚的棕色云团。这片被称为“亚洲棕云”的毒雾,给南亚地区带来了严重的自然灾害,影响了当地居民的健康。

    将在本月26日召开的联合国可持续发展首脑会议上,南亚“棕色云团”的治理将成为与会的各国政府首脑和高官的一个重要议题——

  

    南亚上空的可怕“棕云”

 

    在联合国环境规划署的支持下,200多名来自世界各国的科学家对悬浮在南亚地区上空的这片“棕云”进行了长达5年的观察和监测。科学家称这片云团为“亚洲棕色云团”。

    联合国环境规划署的报告称,亚洲一些“超大量排放有害健康的气体和微粒物质”的大城市,如加尔各答、德里、孟买、卡拉奇、达卡等,是造成这片污染云的主要地区。这些城市也是世界上污染最严重的地区。

    1995年至2000年间,科学家们通过观测船、气球、飞机、卫星和计算机模型对“亚洲棕云”进行跟踪分析,结果却令这些科学家感到意外。

    研究结果表明,这片污染云团厚达3公里,覆盖了大部分热带印度洋、南亚、东南亚和东亚地区。“亚洲棕云”犹如一杯混合着灰尘、亚硫酸盐、硝酸盐、浮质和其他污染微粒的有毒鸡尾酒从天而降,改变了该地区的降雨类型,破坏了农业生产,影响了当地居民的健康。

    参与研究的科学家维克多说,“亚洲棕云”能够吸收照射到地球表面的太阳能,本来这并不出人意料,因为所有云层都有吸收太阳能的作用。令科学家们感到惊奇的,是这片棕色的浮云竟然吸收了10%至15%的太阳能,使得到达南亚地区的太阳能大大减少。

    斯克利普斯海洋学研究所的专家拉马纳坦说,科学家们对于太阳能损失的程度“感到非常吃惊”,他说,“我们没有想到(太阳能的损失)已经到达了这个程度。”

 

    “亚洲棕云”兴风作浪

 

    由于这片3公里厚的棕云吸收了大量的太阳能,导致到达地表的太阳能减少,南亚地区洋面湿气蒸发量急剧下降。而近地云层则因为吸收了额外的热量而温度上升。

    这两个气候变化使得南亚地区的冬季风方向发生了改变,最直接的后果是导致了孟加拉国、尼泊尔和印度北部等地区降雨增多,形成洪涝灾害;而巴基斯坦、印度西北部、中国西部等地区则因为降雨量骤减了20%至40%左右,形成常年干旱。

    联合国的报告举例说,在1999年和2000年,巴基斯坦和印度西北部连续两年发生旱灾,而在孟加拉国、尼泊尔等地区则连续出现洪涝灾情。

    南亚地区的气象学家们也证实了上述反常现象的频繁发生。巴基斯坦气象学家扎曼说:“我们本来以为今年8月在北方地区会出现较多的降雨,结果旱情却是非常严重,‘亚洲棕云’效应正好解释了这一现象。”

    气候反常造成的洪涝旱灾给南亚地区的农业带来了严重影响。联合国的报告认为,在南亚农业大国印度,“亚洲棕云”造成该国冬天大米减产10%以上。

    此外,“亚洲棕云”还制造酸雨,导致人们患上呼吸道疾病。诺贝尔奖获得者保罗·克鲁岑是最早提出臭氧空洞成因的科学家之一,这次他也参与了“亚洲棕云”的研究。他指出,有研究报告表明印度每年有200万人死于空气污染,其中约50万人死于因空气污染造成的早产。

    克鲁岑说,更为严重的是“这一情况呈现不断增长的趋势,已经成为非常严峻的问题”。

    孟加拉国环境敏感哮喘和皮肤护理研究中心的首席科学家哈桑也证实说,目前这个南亚国家的呼吸道疾病人数正在不断增加,而且频繁发病的时间已经从原来的夏末秋初延长到一年中的大部分时间。

 

    小火炉烧出大麻烦

 

    那么这团让科学家们忧心忡忡的“亚洲棕云”是如何产生的呢?分析表明,这团“棕云”的形成有80%是由人为因素造成的。

    克鲁岑说:“一说到空气污染,很多人都会认为工业污染和矿物燃料的燃烧是惟一的原因,但‘亚洲棕云’是亚洲一些大城市的车辆尾气、工业污染,以及印度尼西亚森林大火和数百万低效能厨灶燃烧木材或牛粪大量增加的污染物积聚而成的。而其中燃烧木材或牛粪——大规模生物燃烧是形成‘亚洲棕云’的主要原因。”

    克鲁岑解释说,所谓的大规模生物燃烧包括森林大火、开荒毁林、燃烧垃圾,其中一个不可忽视的重要原因是农村地区家庭生火做饭取暖。在南亚的农村地区,当地农民仍然基本上用燃烧木柴或者牛粪来做饭和取暖,这些燃料焚烧后对大气产生的污染相当严重。

    科学家们称,这确实是一个比较令人意外的研究结果,因为南亚地区农村这种原始的生活方式已经持续了几千年,人们除了对砍伐林木引起的担忧外,并没有想到小小的火炉竟然会对整个地区的气候产生如此之大的影响。

 

    “亚洲棕云”影响全球气候

 

    科学家们在研究中发现的另一个大问题是,这片“亚洲棕云”正在向全球其他地方移动,对其他地区的气候变化形成了潜在的威胁。

    联合国环境规划署主任特普费尔称,长期以来,科学家们一直认为只有像二氧化碳这样的温室气体,才能在全球范围内产生影响。然而,他们现在已意识到,各种微小的空气悬浮微粒(科学家们称其为浮质)也能向其他地方移动,从而对全球气候产生影响。

    在全球范围内的监测结果表明,目前在东亚、南美和非洲等地区也都已经产生了类似“亚洲棕云”的云层。这些云层和南亚上空的“棕云”是否有着直接的联系还没有定论,但是已经有研究报告称,“亚洲棕云”的漂浮移动速度很快,可以在一周内绕地球半圈。

    此外,科学家们目前还不清楚“亚洲棕云”和全球气候变暖现象之间是否有着某种联系,但是大部分从事此项研究的科学家认为,温室气体是造成全球气候变暖和罪魁祸首。从理论上讲,“亚洲棕云”吸收了部分近地的太阳能,可以降低气温,从而抵消全球气候变暖的部分影响。

    特普费尔表示,科学界目前对于“亚洲棕云”只有一个初步基本的认识,所以科学家和各国政府“不应该过早地下定论”,而应该对这片“亚洲棕云”继续跟踪研究。

    克鲁岑也强调说:“我们需要更多的基础科学数据来确定环境变化对人类健康带来的影响。”

 

    紧急行动治理“棕云”

 

    联合国的报告引起了人们的担忧和关注,因此,采取紧急行动治理这片危害严重的“棕云”已刻不容缓。

    联合国环境规划署主任特普费尔称,鉴于“亚洲棕云”对全球气候产生了潜在的威胁,南亚国家应该尽快采取引进太阳能和其他清洁能源,并设法增加炉子燃烧的效率,减少“亚洲棕云”产生的主要污染源。

    而环保组织“地球之友”随后发表声明,呼吁各国“必须采取紧急行动来消除产生巨大有毒云层的原因”。

    该组织的环境协调员卡特·汉普顿说:“采取的行动必须包括逐步以清洁的、没有污染的可再生能源,取代污染严重的矿物能源,同时加强法律手段保护森林,把环境污染降低到最低程度。”

    部分南亚国家从几年前就已开始加强对空气污染的治理,并且取得了令人鼓舞的成绩。其中孟加拉国治理空气污染的成绩最为显著。

    联合国环境署在本月11日发表的报告称,孟加拉国已经将温室气体的排放量减少了60%左右,达到了《蒙特利尔议定书》规定的目标。

为了减少温室气体的排放,孟加拉国政府关闭了主要污染源之一,该国最大的生产杀虫剂和除蚊剂的化工厂。联合国环境署认为这样的努力值得肯定和鼓励。新华社供本报专稿

http://www.hangzhou.com.cn/20020127/ca137759.htm

 

联合国报告称棕色云团笼罩亚洲城市

http://www.sina.com.cn  2009011015:36  青年参考

  文王梓

  200811月,联合国环境规划署(UNEP)发布报告称,中国的北京、上海和深圳等地区上空已被棕色云团所笼罩。这种污染不仅使大气能见度下降,还造成居民健康受损等一系列问题。在中国环境保护部2008121发布的环境保护科学技术奖获奖名单中,也有一项关于棕色云团的最新研究。那么,什么是棕色云团?它对人类有哪些危害?

 

  棕色云团就是“ABC

 

  所谓棕色云团,是指以细颗粒物为主,悬浮在大气对流层中的大片污染物。其成分包括含碳颗粒物、有机颗粒物、硫酸盐、硝酸盐、铵盐以及沙尘等。从车辆、工厂、发电站以及从燃烧木材或牛粪的厨灶中排放的废气,在大气层中积聚,最终形成有毒的棕色云团。

  棕色云团对亚洲乃至全球的气候和环境都有很大影响。虽然人们对温室气体的关注由来已久,但棕色云团进入社会视野,不过是1999年的事情。当时,一个国际科学合作项目——“印度洋试验(INDOEX)”在印度洋、南亚、东南亚和中国南部的上空,发现了厚度约3公里的棕色云团,面积相当于美国陆地面积大小,遂将其命名为“亚洲棕色云团”(AsianBrownClouds ,简称ABC)。但联合国环境规划署发布的报告也显示,世界其他地区如非洲南部、南美亚马逊盆地、北美东海岸和欧洲也有一些地区也被棕色云团覆盖,只不过影响程度有限。

  20032月,联合国环境规划署棕色云团科学工作组在瑞士日内瓦举行会议。中国科学院大气物理所研究员石广玉作为工作组成员,在会议上发言要求取消“亚洲棕色云团”这一名称,随即得到了印度同行的强烈支持。在中国、印度等国家的质疑下,联合国环境规划署决定将“亚洲棕色云团”改名为“大气棕色云团”(AtmosphericBrownClouds) ABC的简称则保持不变。“棕色云团不一定只发生在亚洲。如果被叫成亚洲棕色云团,中国和印度在国际上就会承受非常大的压力。”石广玉在接受国内《财经》杂志采访时说。

 

  13座超大城市是“热点”

 

  目前,包括北京、上海和深圳在内,世界上已有13座“超大城市”(megacity)被确认为棕色云团热点城市。其他10座城市分别是:泰国曼谷、埃及开罗、孟加拉国达卡、巴基斯坦卡拉奇、伊朗德黑兰、尼日利亚拉各斯、韩国首尔和印度的加尔各答、新德里、孟买。复旦大学环境系大气化学研究中心主任庄国顺教授表示,尽管联合国环境署的报告只选择了中国的三大城市,但实际上棕色云团的覆盖范围很大,从郑州、西安一直到北京、上海和广州,基本上连成一片。此外,乌鲁木齐、兰州等地的情况也很严重。

  近年来,在众多城市和工厂密布的珠三角地区,天空经常灰蒙蒙一片,大气能见度很差。棕色云团正是造成这种现象的“罪魁祸首”:棕色云团中的一些微小颗粒会吸收阳光,或者将部分阳光反射回大气。珠三角地区大气能见度的恶化,不过是中国空气污染严峻形势的一个缩影。过去半个世纪中,中国城乡的日光强度平均每10年下降3%~4%,且这种趋势在上世纪70年代以后尤为明显。联合国环境规划署的棕色云团报告显示,自上世纪70年代以来,广州的日光强度已经下降了20 %以上。

 

  棕色云团有三大危害

 

  棕色云团对于人类健康有着很大危害。联合国环境规划署报告称,空气中直径小于2.5微米的可吸入颗粒物(PM2.5) 浓度上升每立方米20微克的话,中国和印度每年会有34万人因此而死亡。因为那些细小的颗粒物不仅可以进入血液,影响肺部组织,诱发慢性呼吸系统疾病,甚至还会引起癌变。而中国现行的空气质量国家标准中,尚没有关于PM2.5的规定。我们每天在电视或报纸上看到的空气质量日报中所谓的“可吸入颗粒物”,仅指那些直径小于10微米的颗粒物(PM10) 

  2007119,长三角地区遭遇罕见的空气重度污染,上海市区完全笼罩在灰色尘霾之中,能见度小于600 。根据庄国顺及其同事后来在国际著名学术期刊英国《大气环境》上发表的论文,那一天上海市空气中PM10PM2.5 的浓度,分别达到每立方米744微克和466微克。在这种环境下,人会感到呼吸困难,完全不适合居住。

  根据中国的国家标准,空气污染指数为50时,对应的PM10浓度为每立方米50微克,刚好符合世界卫生组织的推荐值。而那一天上海市区的空气污染指数高达413。上海市环保部门当时对市民称,此乃偶然天气因素不利于污染物扩散所致。但仅仅过了两个多月,上海在当年42日“可吸入颗粒物”的空气污染指数又一举突破了500

  除了影响空气质量和人类健康,棕色云团还可能影响气候。在很多情况下,棕色云团与全球不断增加的温室气体交织在一起,对区域乃至全球气候系统产生极大影响。例如喜马拉雅等地正在加速融化的冰川。喜马拉雅冰川黑碳含量的增加非常令人担忧。黑碳是农作物秸秆和家用煤炉等不完全燃烧产生的烟雾,以及机动车尾气中的活性成分。联合国环境规划署棕色云团报告的领衔作者、美国加州大学圣迭戈分校海洋研究所的拉曼纳森教授表示,黑碳沉降在冰雪上,会使冰雪颜色变暗,增强其吸收热量的能力。此外,黑碳还会加热空气。这些因素都使得冰川融化加速。

 

  加快治理与死亡赛跑

 

  棕色云团的影响具有双重性。联合国环境规划署报告认为,通过反射阳光和吸收空气热量,棕色云团可以减缓全球气温上升的幅度。如果棕色云团一夜之间消失,全球气温可能迅速上升2摄氏度,而这正是很多科学家认为地球还能容忍的最大升温幅度。

  不过,如果由此认为棕色云团对人类有很大好处,未免过于简单。中国科学院大气物理研究所王标博士称,棕色云团对于气温的影响,存在很大的不确定性。棕色云团有着非常复杂的成分,其中有些成分可以减温,有些却可能增温。由于它在中国各个地区分布不同,往往对地表造成的降温幅度也不同,这种状况很可能会改变原有的东亚季风模式,并导致中国“北旱南涝”的局面进一步加剧。

  在中国科技部和原国家环保总局支持下,“中国大气棕色云综合影响及应对战略”研究项目于2003年正式启动,这也是中国首次针对棕色云团设立国家级研究项目。参与者之一、北京大学环境系的邵敏教授表示,中国对棕色云团的研究才刚刚开始,“要想说清楚,还早得很呢。”

  2007年,国际自然资源委员会的中国能源清洁计划组组长芭芭拉曾说:“我感觉每一天都像是赛跑,与死亡赛跑。”为了呼吸更新鲜的空气,我们必须赛跑。“我们一定要直面棕色云团问题,不能回避。实际上,越回避这个问题,在国际上可能越被动;而且受到棕色云团影响的,首先还是13亿中国人。”石广玉研究员呼吁。

http://news.sina.com.cn/w/2009-01-10/153617017781.shtml

 



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