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空气污染一般被认为是全球变暗的主要原因。

干旱频发被认为是全球变暗的主要后果之一。

  新闻背景

  作为地球上所有生命的初级能量来源,太阳辐射深刻地影响着大气、水循环以及生态系统。有研究认为,自20世纪50年代以来,世界大部分地区的太阳辐射出现下降趋势,即所谓“全球变暗”现象。

  日前,中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心科学家在空气污染对全球变暗的影响研究中取得新进展,揭示了空气污染指数与光照减少的定量关系。

  1.地球变暗还是变亮?

  早在1989年,地球物理学家阿特苏姆·奥姆拉就提出了“地球变暗”猜想;1992年,同是搞地球物理研究的斯坦希尔和穆雷希特在一份科学报告中明确提出了“地球变暗”的理论。

  斯坦希尔和穆雷希特发现,上世纪50年代以色列地区接收到的太阳能量,与90年代相比竟存在着惊人差距,其下降幅度高达22%。他们查找了世界各地关于地表接收太阳能量的记录,结果都发现了类似现象。上世纪50至90年代,美国地表接收到的太阳能量下降了10%,前苏联地区的降幅则高达30%。就全球范围而言,太阳能每10年便降低1%-2%。

  2005年,马丁·威尔德在《科学》杂志发表了题为“从变暗到变亮:地面太阳辐射的年代际变化”的文章称,自从1990年开始,持续数十年的“全球变暗”过程宣告结束,地球表面日趋明亮。所谓的明亮是指到达地球表面的太阳光越来越多,随着阳光而来的当然是更多的热量,这一现象也可以部分解释为什么上世纪90年代末全球温度创下历史纪录的原因。这引起了学术界的极大关注,在此前和其后有一系列文章围绕这个热点话题展开讨论。

  联合国间政府气候变化委员会(IPCC)第四次评估报告(2007)中指出:“全球变暗”从范围上讲不是全球的,从时间上讲,在1990 年后也不再继续。表明全球变暗带有局地性,其起因也可能是很复杂的。

  “根据现有的地面太阳辐射和日照观测资料显示,中国地区从1961-1990年变暗,其趋势为-4.61%/10年,从1991-2000 年变亮,其趋势为1.76%/10年,是否继续变亮还需要更多的资料数据来证实。”这是2007年5月在中国南京召开的“全球变暗、变亮及气候变化中的相关议题”国际研讨会得到的结论之一。

  天津市气候中心高级工程师李明财研究分析了环渤海地区(包括北京、天津、辽宁、河北和山东)太阳总辐射变化结果显示,1961-2010年,环渤海地区太阳总辐射在1990年之前呈显著下降,之后没有明显变化趋势;太阳总辐射趋势变化在环渤海地区有明显的空间差异,下降幅度最大的集中于京津塘周边地区以及山东中南部地区;四季总辐射均呈显著下降趋势。

  2.地球变暗系污染所致?

  地球变暗、变亮的原因很可能是复杂的,会不会是辐射的自然变化如年代际和多年代际变率,尚无法证实。但是,有科学家认为,地球阳光量减少是因为大气层中的浮质和其他微粒增加所致。云中的小水滴在微粒周围凝结在一起,导致云中含有更多的小水滴,这些小水滴会把更多的阳光反射回太空中。

  “尽管还很难分辨气候本身对全球变暗的影响程度,但工业污染无疑是造成全球变暗的关键因素。”中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心研究员杨永辉在不久前完成的研究中得出了这样的结论。

  出于获得资料方便的考虑,杨永辉所带领的研究小组选择“日照时数”代表太阳辐射的强度,而所谓日照时数,就是一天内一个地区接受太阳辐射强度大于或等于120瓦/平方米的时间长度。研究小组分析了我国38个城市的日照时数和空气污染指数(API)的关系,结果发现在API≤80的城市,日照时数在2000年以后较上世纪60年代下降了0.8小时/天,降幅约为13.4%;而在平均API>80的城市,日照时数则下降了1.0小时/天,降幅约为15.9%。

  杨永辉认为,作为反映空气中可吸入颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等污染物浓度的指标,API对日照时数的变化具有负向作用,API通过影响大气中的气溶胶改变大气对太阳辐射的散射和吸收,以及通过改变云的特性,减少到达地表的太阳辐射,使日照时数变短。“由此可见,我国日照时数的减少很大程度上可由空气污染的增加来解释。”

  对于中国地面太阳辐射的变化及相应的变暗、变亮现象,可能的原因及其与气候变化的联系等问题,此前权威研究给出的结论则是:近50年中国表面气温,最高与最低温度的变化是呈上升趋势,特别是自1990年以来明显变暖,或许与变暗、变亮有一定联系;太平洋有些地区海温变化表现出一些对变暗变亮响应的征兆,但其原因不明;近50年7月的青藏高原热源资料显示,在1990年前青藏高原热量明显下降,而1990年后上升,对此尚未找到合理的解释。而且,此现象有待进一步证实。

  3.地球变暗会带来啥麻烦?

  美国马里兰大学地理系的王开存博士在《科学》杂志发文称,1973-2007年期间,全球陆地上空的澄净蓝天在减少。世界上大部分地区天空的能见度在最近30年中降低了。非洲、澳大利亚和南亚自1979年以来的变暗趋势尤其明显,只有欧洲是个例外,自上世纪80年代中期开始,欧洲天空的能见度开始上升。

  地球变暗绝不仅仅只是一种现象,科学家认为,这样的变化会给人类带来更多的麻烦。

  有科学家担心,若是阳光不能充分照射海洋,全球降雨分布会受到严重干扰。有迹象表明,20世纪七八十年代撒哈拉以南非洲的大旱灾,原因可能正在于此。那几次旱灾造成数十万人死亡,如果同样的情况在亚洲出现,将是更大的悲剧,因为那里生活着世界一半的人口。“我主要担心的是‘全球渐暗’会对亚洲雨季带来灾难性影响。”著名气象学家拉曼内森忧心忡忡地说。

  不只如此,更令人担忧的是,“全球渐暗”可能使科学家低估“全球变暖”的真正影响。表面上,温室气体造成的“温度上升效应”,会被“全球渐暗”带来的“冷却效应”抵消,这使不少科学家断定,当前的气候对二氧化碳上升的敏感程度比从前下降了。事实上,情况恰恰相反。太阳能的减少,可能正意味着全球变暖对人类社会的影响,比我们从前估计的要大得多。

  还有人担心,日照持续偏少容易使人患上抑郁症。这是由于褪黑激素分泌增加,人体细胞就会“偷懒”,心情自然就易低沉消极。有医师说,每逢阴天下雨,来接受心理治疗的患者比平时要多出20%左右。

  科学家们从2001年开始搜集相关数据,一些部署在地表的传感器网络直接对到达地面的阳光进行了测量。不足之处是这些传感器并非是平均分布的,数量极其有限,而占地球面积70%的海洋上更是少之又少。

  全球变暗、变亮是国际热点问题之一,而中国的情况一直备受关注,但是目前的研究存在许多问题。科学家称,有关部门应深入分析2001年至今的辐射观测资料以便进一步研究中国变暗、变亮的事实;变暗、变亮的原因和机制尚待进一步研究,需要观测更多的相关变量和更长序列的资料,以及利用数值模式作进一步研究。建议国家资助有关科研项目,同时开展国际合作,以便从科学上对这种现象的自然和人为原因做更深入的分析。