氣溶膠改變了亞洲的季風模式
從2010年7月份開始，強勁的季風雨給巴基斯坦帶來了災難性的洪水泛濫。
氣溶膠改變了亞洲的季風模式
胡德良編譯
夏季季風為印度次大陸上的農業、林業、漁業和沼澤地提供了大部分水源。但是在20世紀後半葉期間，該地區的降雨模式發生了顯著的變化：印度中北部肥沃的恆河流域變得更加乾燥了；同時，印度西北部、印度南部和巴基斯坦變得更加濕潤了。在一項新研究中，研究人員把這種變化歸因於人類活動產生的硫酸鹽、煙灰以及其他的氣溶膠顆粒。
長期以來，由於季風攜帶著來自印度洋和阿拉伯海的濕氣從西南部吹到西北部，印度南部從六月份到九月份降雨充沛。當到達印度次大陸時，濕氣上升並開始冷卻，攜帶的水分降下來成為傾盆大雨。
新澤西州普林斯頓市美國國家海洋及大氣管理局地球物理流體力學實驗室的氣候科學家明毅（Yi Ming）說：從根本上來講，季風本身是由一個大型熱機驅動的。在夏季，北半球接受太陽的能量比南半球多得多。像印度次大陸這樣的陸地，陸地上空的氣溫也會比水域上空的氣溫上升得更快。由於空氣是從高壓區（空氣密度較高、氣溫較低的區域）朝低壓區（氣溫較高的區域）流動的，這種熱量失衡產生的風強勁地吹向印度次大陸，風中攜帶著大量的濕氣。
那麼，可能是什麼改變了這種降雨模式呢？除了太陽輻射的自然變化之外，二氧化碳之類的溫室氣體和煙灰之類的氣溶膠也可能對夏季季風有影響。明毅及同事將1951年到1999年之間的降雨史料跟多重氣候模擬結果進行了對比。那些氣候模擬顯示了在印度南部的夏季季風期間，氣溶膠、溫室氣體和自然力分別對降雨的影響，還顯示了幾種因素同時起作用會對降雨有怎樣的影響。
不久前，研究人員在《科學》（Science）雜誌在線版上報道說：最終證明，氣溶膠是主要因素。不同的氣溶膠，如：燃燒化石燃料形成的硫酸鹽，以及當地做飯燒火和大型工業用火造成的煙灰，可能對氣候的影響有所不同。因此，研究人員只研究了該地區大氣中所有的氣溶膠造成的凈效應。
明毅說，印度次大陸上空的大氣中布滿了氣溶膠，起到了像遮陽傘一樣的作用，降低了該地區的溫度，縮小了南北半球在溫度上的差異。沒有大幅度的溫差，風速減緩，雨開始降落到海洋上和印度南部，而不會向前推進到達印度中北部。水循環的變化也增加了霍亂和肝炎等水傳疾病的發病率，而且還增加了蚊媒瘧疾的發病率。
「我認為該研究幫助解決了一個令人困惑的問題，」亞特蘭大市喬治亞理工學院的氣候科學家彼得·韋伯斯特說。但是他還提醒說，在氣溶膠的分布上仍存在許多不確定的因素，特別是在大約1970年以前的時候，因為從那時以後衛星才開始收集較為詳盡的資料。
英國雷丁大學的氣候科學家安德魯·特納指出，儘管研究小組的模擬預測令人信服地證明了氣溶膠是南亞季風區降雨模式變化的主要原因，但是他們沒有解釋東亞季風區近年來的變化情況。模擬預測，氣溶膠將會促使中國南部地區變得乾旱，而實際上所發生的情況恰恰相反。
明毅承認，該研究中仍然存在著許多不確定因素。南亞季風區的研究是一項長期研究項目的一部分。在這項長期項目的氣候模擬中，既涉及到降雨量又涉及到氣溫，而且從全球一般性的模擬逐漸地過渡到更加具體的大陸性或區域性模擬。「現在，」明毅說，「我們正在集中研究熱帶地區的情況，如薩赫勒地區、亞馬遜地區以及美國西南部地區。印度的研究是我們進行的試驗性研究案例，為的是檢驗一下研究效果如何。」
編譯自：美國《科學》雜誌網站
原著：Carolyn Gramling
註：本文曾經發表於《發明與創新》雜誌。
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