 084 Science and technology - Climate science.mp3气候科学 一把尘埃 被风吹起的物质产生的真正影响只到现在才受到赞赏 Jan 6th 2011 | SAN FRANCISCO| from PRINT EDITION  2008年5月26日，德国变红了，变化之风不是政治上的，而是气象上的。反常的气候将含铁量很高的尘埃从非洲吹到了欧洲，根据最近卡尔斯鲁厄技术学院的毕业生Max Bangert的计算，这阵风不仅改变了欧洲大陆屋顶和汽车的颜色，也让灰尘停留过的地方的气温降低了0.25度. 不单单德国遭遇了这种反常的气候，对整个地球来说也是。沙哈拉和其他极干燥的地方不断将尘埃吹到大气中，这些尘埃会飘落到数千公里远的地方，影响整个地区的气候，全球的气候，甚至是离它半个地球距离远的森林的生长都会受到影响。 举例来说，2008年初，以色列魏兹敏科学学院的Ilan Koren和他的同事们探测到了来自Bodélé低气压的特别庞大的尘埃爆裂。Bodélé 低气压，也称为Bodele，是乍得湖低洼淤泥的河床，经常有强大的射流风从此处吹过，尽管Bodele的占地面积不足沙哈拉地区的1%，但却是公认的世界上尘埃最多的地方。人们认为沙哈拉1/4甚至更多的飘尘量都是从此地吹出。 Koren博士通过一台名为水族的人造卫星上的照相机观察尘埃上升，运用尼日利亚，伊洛林的自动光度计观察到尘埃使太阳变模糊了；接着另一台名为CALIPSO的人造卫星跟踪到尘埃飘过了大西洋；最后位于巴西，马瑙斯的一台探测器观察到尘埃中硅，铝，铁含量的激增。12月在旧金山举行的美国地理物理学协会上，Koren在会上介绍了他的结果，为洲际间的尘埃迁移提供了理由，这些理由很值人们注意。 风在吹 尘埃的这条如此之长的“物流链“的重要性在近几年才显现，研究员们依然致力于找出它的余波——越深入研究尘埃，越觉得它可能会产生更多的影响。例如，非洲的尘埃给亚马逊的植物带来了磷（亚马逊植物缺磷）从而刺激了植物的生长。磷可能阻止了全球变暖，它使本来长期得不到生长的森林生长，使本来受限制的树木吸收二氧化碳的能力通过生长得到了释放。 那些没有飘落到陆地上的尘埃对海洋的影响同其对陆地的影响很相似。海洋的某些部分缺铁，而红色沙尘含铁丰富。戈壁沙漠的尘埃似乎刺激了北太平洋贫营养河流中大量浮游动物的生长，尽管还不清楚大气中二氧化碳的净减少是否与此有关，因为这要求某些浮游动物彻底沉到海底，不再出现。 欧洲气象学者2008年五月发现，高空中的尘埃可以降低陆地的温度。这些尘埃直接将太阳光反射回太空，间接帮助了云的形成。其影响是显著的。自工业革命开始后大气中产生的二氧化碳量造成的温室效应相当于地球表面每平方米1.6瓦额外的太阳能发电。据估计尘埃的直接影响能够抵消冷却每平方米0.14瓦热量。加上它对云的间接影响，尽管有很大的不确定性，但它能显著的为地球降温。 这种由尘埃产生的降温尽管显得很不调和——在有些地方也可能甚至是无益的。使沙漠降温的尘埃能改变当地的气流模式，减少周围地区的降雨量。这使得植物都枯死，给磷火创造了条件，增加了大气中的二氧化碳量。 如果对尘埃带来的正负净效应得到充分的理解，将有助于得出一个详细的地球尘污历史纪录。而这就是科内尔大学的Natalie Mahowald和她的19个同事所完成的。他们分析了冰河，河底以及珊瑚礁的中心，测量了某些重要的化学物质的含量如何随着深度以及时间而改变的。然后他们运用全球循环风的模型推论出哪些尘埃的来源变得更强，哪些变弱了。他们的结论最近刊登在大气物理化学上：始于上世纪起到现在，空气中的尘埃量翻了一番。这个结论符合他们的分析。 尘埃量的增加一部分原因源于人类活动——比如，建筑，它属于直接原因，又如，为了耕种而将边际地块上的植物清除所造成的后果就属于间接原因。另一部分原因可能是全球变暖自身改变了沙漠的边界，使一些地方的尘埃量加剧。 人们要抬多少次头？ 我们有可能大大低估了真正进入到大气中的尘埃量。最近发表在国家科学院学报的一篇论文中，科罗拉多州博尔德大气国家研究中心的Jasper Kok写道，被风吹到大气中的粗尘的量至少比我们原先认为的多一倍，最多可能是原来的八倍。 他的结论不是直接通过飞机或人造卫星测量尘埃，而是通过土壤松紧模型进行推论。因为飞机或人造卫星每次只能观察一个大气位，不能很好的捕捉到所有尘埃的迹象。土壤有细有粗，受风影响，被风吹到空中。 细颗粒的尘埃在被风吹走前并不是聚集在一起的。它们是以块状粘在一起。只有这些块体被打破，尘埃才能得到“解放“。这种情况只有当较重的颗粒被风吹起时才发生，它们随后会落到地上，从而打破了块体使尘埃得以脱落。Kok博士说明这种脱落，与任何别的东西脱落一样，混合产生了一种与众不同的颗粒尺寸。这种混合跟现在用到的气候模型不匹配。它的大颗粒更多，小颗粒要更少。以前这种差异似乎从来没注意过，因为现有的测尘方法偏向于最好的材料——那些最能影响大气温度并形成云的。 这个重估所带来的结果还不清楚，因为我们对粗尘的影响本来就不够了解。当然，颗粒越大的尘埃落到大气中越快。现在我们清楚的是，这又是一个例子，证明大气是多么的复杂，我们需要何种广泛的一整套方法才能整明白大气？ from PRINT EDITION | Science and Technology
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