气候变暖 低纬度 研究,气候变暖了为什么中低纬度粮食产量减少

对于小伙伴都想知道气候变暖 低纬度 研究和一些关于气候变暖了为什么中低纬度粮食产量减少的题，那接下来让小编带大家揭晓一下。

编者按一边看云的冷与热、胀与松，思考过去与现在的气候变化，中科院的声音与中科院大气物理研究所联合研究中发生的有趣故事在大气中介绍并开启了“大悟”，介绍天气相关题、气候环境相关知识。

工业革命以来，人类活动对全环境的影响显着加大并持续累积，其中以CO2为代表的温室气体导致的全变暖题已成为全人类共同的危机。然而，在人类活动排放的众多污染物中，除了温室气体之外，还有一些肉眼难以察觉但却对全气候和环境产生重大影响的气溶胶。

气溶胶听起来可能有点陌生，但说到PM25，你可能会保持警惕并准备好戴口罩。PM25是气溶胶的一种。气溶胶是空气中的固体或液体颗粒，直径约为0001100m。PM25是指大气中空气动力学当量直径25m以下的气溶胶，又称“PM25”。作为细小颗粒。

PM10和PM25颗粒物与头发直径的比较

气溶胶的种类很多，一般可分为天然源气溶胶和人为气溶胶。天然源气溶胶主要来源于沙尘暴、火山爆发、破浪、森林火灾等自然现象。人为气溶胶主要包括硫酸盐气溶胶、黑碳和化石燃料燃烧产生的烟尘。工业革命以来，大气中人为气溶胶含量持续增加，造成严重的空气污染，威胁人类健康。因此，气溶胶引起的环境题受到公众和科学界的广泛关注。

然而，气溶胶不仅会造成环境污染，还会影响地气候。气溶胶颗粒对气候的影响主要表现在两个方面。首先是气溶胶颗粒可以直接吸收或散射太阳短波辐射。其次，气溶胶粒子可以通过改变或影响云的形状、寿命、云丰度等属性来间接影响太阳短波辐射和地长波辐射，这意味着有性。气溶胶颗粒有多种形状和尺寸，具有不同的形成机制和化学性质。此外，由于气溶胶生命周期短，对流层气溶胶的生命周期通常只有几天到几周。相比之下，气溶胶排放高度局部化，导致气溶胶对辐射影响的研究存在很大的不确定性。

散射气溶胶降温效应、吸收气溶胶升温效应

根据IPCC评估报告，气溶胶对气候的间接影响可能更为显着，但间接影响比直接影响更不确定。这是因为气溶胶-云相互作用的机制尚未完全了解，尤其是云的特性。关注大气气溶胶不仅是解决空气污染题的必要条件，也是了解气候变化和地气系统辐射变化的重要环节。

气溶胶的直接和间接影响）

根据政府间气候变化专门委员会2012年发布的第五次评估报告，大气中气溶胶的总直接辐射强迫为-09W/m2，对应于气溶胶对整个气候系统的降温效应，并表明其增量不断增加。气溶胶的减少减少了地受到的辐射力。那么气溶胶的存在能否抵消温室气体造成的全变暖呢？

直接归因于人为气溶胶排放的辐射强迫的估计

平流层没有明显的垂直运动，大气以水平运动为主。其动态稳态和水平环流可以将局部效应放大为区域甚至全效应，延长进入平流层的气溶胶的寿命和影响。时间。因此，研究人员幻想对大气平流层进行一些改变，以减缓全变暖的速度。

哈佛大学和耶鲁大学的研究人员将进行一项“平流层控制扰动实验”，他们发射可操纵的气来发射小团气溶胶烟雾，以观察这种烟雾如何散射光和平流层。我们计划测量平流层中的化学变化状态。他们希望证明，将气溶胶注入平流层可以通过将部分太阳辐射反射回太空来减少全变暖。研究人员认为，这种方法类似于大型火山喷发的全降温效应，例如1815年坦博拉山的喷发引发了全极端天气事件，并在次年的夏季带来了异常低温。1816年十分严酷，甚至被称为“无夏之年”。

实验思路

不过，研究人员随后利用地系统模型模拟了这种方法的可行性，并利用CESM模型将硫酸盐气溶胶注入北纬15度和南纬30度以上的平流层。仿真结果表明，这种方法确实可以降低表面温度。但它也会引起海洋环流的变化，导致近地表海洋持续变暖，特别是格陵兰岛南部附近。

表面温度变化模拟结果

当然，向平流层注入气溶胶来改变地的反照率对于研究人员来说仍然是一个大胆的想法，但对流层中人类活动排放的气溶胶实际上会影响地的气候。大气研究所研究员黄刚及其团队利用地系统模型CESM，研究工业革命以来人类活动引起的硫酸盐气溶胶排放的时空分布及其变化，模拟了对温度的影响。北半的。

模拟结果显示，1850年至1980年间，欧洲、北美等发达地区污染物排放量大幅增加，而发展中地区污染物排放量不大，北半气温呈现整体下降趋势。1980年至2007年，发达地区污染物排放量下降，而发展中地区污染物排放量持续增加。气温变化的主要标志是北半高纬度地区气温升高。东亚、南亚等中低纬度地区气温下降。

北半地表温度变化模拟

局部温度变化有三个影响因素。其中，硫酸盐源区气温变化的主要原因是1850年至1980年欧洲变冷、1980年至2007年欧洲变暖、欧洲东部和南部地区变冷以及其他辐射。胁迫的效果。亚洲。长程温度响应主要是由于热传输，影响最大的是西伯利亚，虽然气溶胶浓度变化较小，但由于冷暖空气平流明显，温度响应非常强烈。

根据2019年《自然》杂志发表的一项研究，空气污染正在减少中国的太阳能产量。研究人员分析了中国119个站观测到的辐射数据发现，1960年至2015年间，中国太阳能潜力平均下降了11-15%。其中，黑碳气溶胶和硫酸盐气溶胶排放量的增加对太阳辐射的抑制作用最大。

1960年至2015年气溶胶排放量和容量因子的变化。

容量比是光伏板的实际输出功率与最大输出功率之间的比率，以表征其潜在发电量。如图所示，经计算，1960年至2015年间，太阳能光伏发电潜在容量下降了13%。

总体而言，气溶胶对气候的影响比温室气体复杂得多。气溶胶的类型很复杂，硫酸盐等散射气溶胶会增加地的反射率，并可能使整个大气变冷，而黑碳等吸收气溶胶会吸收太阳辐射，而气溶胶的存在可以使大气变暖。地面下降，地面变冷。气溶胶的辐射强迫效应在不同纬度和时间下存在差异，即使对于同一气溶胶层，当下垫面发生变化时，辐射强迫效应也有很大差异。

由于气溶胶的观测相对较晚，而且气溶胶的成分也能影响云层，科学家们对气溶胶如何影响气候还严重缺乏了解。大气气溶胶对气候的直接和间接影响如果得不到解决，将直接影响我们对过去100-200年气候变化原因的正确认识，以及对未来气候变化的影响预测。气溶胶对环境和气候的影响可能是一把双刃剑。治理颗粒物污染有利于环境和人类健康，但气溶胶的减少是否会导致其降温效果减弱并加速全变暖的进程也是一个需要深入研究的题。

参考

1周春江，刘鹏，黄刚，林金泰，等，2020，二次无机气溶胶排放变化对北半地表温度的影响、理论与应用气候学

2史光宇，王彪，张华，赵建奇，谭赛春，文天学大气气溶胶辐射与气候效应[J]大气科学，200804:826-840

3SweetsB,PfenningerS,YangS,etal.利用地表辐射数据估算1960年以来中国因空气污染造成的太阳能发电损失[J]NatureEnergy,2019:1

4JohnADykema、DavidWKeith、JamesGAnderson、DebraWeisenstein，平流层控制扰动实验更好地了解太阳地工程风险的小型实验，2014年，PhilosTransAMathPhysEngSci

5JohnTFasullo、SimoneTilmes、JadwigaHRichter、BenKravitz、DouglasGMacMartin、MichaelJMills和IslaRSimpson，2018年，战略性地工程气候转型中的持续极地海洋变暖，《自然地科学》

编者按一边看云的冷与热、胀与松，思考过去与现在的气候变化，中科院的声音与中科院大气物理研究所联合研究中发生的有趣故事在大气中介绍并开启了“大悟”，介绍天气相关题、气候环境相关知识。

工业革命以来，人类活动对全环境的影响显着加大并持续累积，其中以CO2为代表的温室气体导致的全变暖题已成为全人类共同的危机。然而，在人类活动排放的众多污染物中，除了温室气体之外，还有一些肉眼难以察觉但却对全气候和环境产生重大影响的气溶胶。

气溶胶听起来可能有点陌生，但说到PM25，你可能会保持警惕并准备好戴口罩。PM25是气溶胶的一种。气溶胶是空气中的固体或液体颗粒，直径约为0001100m。PM25是指大气中空气动力学当量直径25m以下的气溶胶，又称“PM25”。作为细小颗粒。

PM10和PM25颗粒物与头发直径的比较

气溶胶的种类很多，一般可分为天然源气溶胶和人为气溶胶。天然源气溶胶主要来源于沙尘暴、火山爆发、破浪、森林火灾等自然现象。人为气溶胶主要包括硫酸盐气溶胶、黑碳和化石燃料燃烧产生的烟尘。工业革命以来，大气中人为气溶胶含量持续增加，造成严重的空气污染，威胁人类健康。因此，气溶胶引起的环境题受到公众和科学界的广泛关注。

然而，气溶胶不仅会造成环境污染，还会影响地气候。气溶胶颗粒对气候的影响主要表现在两个方面。首先是气溶胶颗粒可以直接吸收或散射太阳短波辐射。其次，气溶胶粒子可以通过改变或影响云的形状、寿命、云丰度等属性来间接影响太阳短波辐射和地长波辐射，这意味着有性。气溶胶颗粒有多种形状和尺寸，具有不同的形成机制和化学性质。此外，由于气溶胶生命周期短，对流层气溶胶的生命周期通常只有几天到几周。相比之下，气溶胶排放高度局部化，导致气溶胶对辐射影响的研究存在很大的不确定性。

散射气溶胶降温效应、吸收气溶胶升温效应

根据IPCC评估报告，气溶胶对气候的间接影响可能更为显着，但间接影响比直接影响更不确定。这是因为气溶胶-云相互作用的机制尚未完全了解，尤其是云的特性。关注大气气溶胶不仅是解决空气污染题的必要条件，也是了解气候变化和地气系统辐射变化的重要环节。

气溶胶的直接和间接影响）

根据政府间气候变化专门委员会2012年发布的第五次评估报告，大气中气溶胶的总直接辐射强迫为-09W/m2，对应于气溶胶对整个气候系统的降温效应，并表明其增量不断增加。气溶胶的减少减少了地受到的辐射力。那么气溶胶的存在能否抵消温室气体造成的全变暖呢？

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