空氣污染掩蓋降雨量增加的現象

主要要點：

• 在一項新研究中，研究人員分析了人為引起的溫室氣體和氣溶膠排放如何影響美國的降雨量。

• 溫室氣體排放會增加降雨量，而氣溶膠則具有長期的乾燥效應，還有隨季節變化的短期影響。

• 隨著氣溶膠減少，其長期的乾燥效應可能會減弱，導致降雨平均值和極端降雨量迅速增加。

這項研究顯示了人類活動對氣候的影響，特別是在降雨模式的變化方面。研究結果提醒我們在應對氣候變化時需要考慮不同污染物的相互作用和長期影響，並可能要求我們調整對於水資源管理和氣候適應策略的思考。

我們知道，像二氧化碳這樣的溫室氣體排放應該會增加降雨量。這些排放使大氣變暖，造成雙重影響：更暖的海洋使水分更容易蒸發，而更暖的空氣能夠容納更多水蒸氣，這意味著有更多的水分可供降雨。然而，在20世紀的大部分時間裡，降雨量的增加並未在數據中明顯顯現。

由美國能源部洛倫斯伯克利國家實驗室（Berkeley Lab）研究人員領導的一項新研究發現，預期的降雨增加在很大程度上被氣溶膠的乾燥效應所抵消，這些氣溶膠是由燃燒化石燃料產生的二氧化硫等排放物，通常被視為空氣污染或霧霾。這項研究於今天在《自然通訊》（Nature Communications）期刊上發表。

“這是我們第一次真正理解造成美國大陸極端降雨變化的原因，”伯克利實驗室的研究科學家Mark Risser說，他是該研究的主要作者之一。他指出，在1970年代之前，預期的極端降雨增加被氣溶膠抵消了。但《清潔空氣法》導致美國的空氣污染劇減。“氣溶膠遮蔽效應突然被關閉，這意味著降雨量可能會比我們原本預測的快得多。”

傳統氣候模型在預測人類對降雨的影響方面遇到了挑戰，特別是在小於大陸層級的尺度上——而這種區域層面的變化恰恰是大多數氣候變化適應和減緩措施發生的地方。通過使用新方法並重度依賴於1900年至2020年的雨量計測量數據，研究人員能夠更穩健地確定人類活動如何影響美國的降雨。

“在我們的研究之前，聯合國氣候變化專門委員會（IPCC）已經得出結論，全球變暖導致的美國降雨變化的證據是混合且不具結論性的，”伯克利實驗室的地球與環境科學區副實驗室主任Bill Collins表示，他同時也是該研究的共同首席作者。“我們現在提供了更高降雨量的確鑿證據，並且幫助解釋了為什麼IPCC評估的過去研究得出了相互矛盾的結論。”

具體來說，這項研究分析了溫室氣體和氣溶膠排放如何影響平均降雨量和極端降雨量。研究人員確認，隨著溫室氣體排放的增加，這些氣體迅速分散到整個星球，導致降雨量增加。氣溶膠的影響則更加微妙。在長期內，氣溶膠使地球變冷，導致乾燥效應。然而，它們也有更快且更局部的反應。這一快速影響取決於季節，通常在冬季和春季減少降雨，在夏季和秋季則在美國大部分地區加強降雨。

“季節性這部分是非常重要的，”Risser表示。“對於降雨量，氣候變化的性質取決於你所談論的季節，因為不同種類的天氣系統在一年中的不同時間產生降水。”

一些針對過去一世紀降水趨勢的相互矛盾研究可以通過難以平衡的氣溶膠效應與溫室氣體效應來解釋。研究人員指出，追蹤氣溶膠並更全面地將其納入模型和模擬中，對於改善基礎設施設計和水資源管理所用的預測至關重要。

美國已經見證了近期極端降水量增加的例子，過去幾年中出現了幾場激烈的、創紀錄的風暴。

“由於空氣質量的改善，保護我們免受全球變暖最嚴重影響的氣溶膠正在全球範圍內減少，”Collins說。“我們的工作顯示，由於海洋溫度升高所驅動的極端降水量增加在這十年將變得愈加明顯。”

隨著氣候變化的持續影響，這些觀察結果表明需要加強針對氣候風險的預測和措施，以便更好地應對由極端天氣事件引發的挑戰。

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📢 部分資料參考自美國能源部與美國NSO團隊—立即聯繫我們！

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