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1991年6月，当菲律宾的皮纳图博火山向大气中喷射出大量的火山灰和气体时，恰好在地球另一端的科学家们开始从位于马萨诸塞州波士顿郊外哈佛森林的树冠上方高处的二氧化碳监测器中获取良好的数据。现在，十多年过去了，在火山爆发后的几年里进行的测量为大气气溶胶如何影响光合作用提供了新的见解。这些发现今天发表在《科学》杂志上，迫使科学家们重新思考影响碳在环境中循环的因素，特别是二氧化碳，它是全球变暖的主要因素。
在皮纳图博火山爆发后的三周内，这场本世纪最大的火山爆发，一条硫气溶胶带已经环绕了地球。到1992年初，火山气体和气溶胶已经扩散到平流层，笼罩了地球。在那段时间里，全球二氧化碳水平下降幅度超过了任何其他有记录的下降。一些科学家认为，全球降温导致生态系统呼吸作用下降，从而降低了排放到大气中的二氧化碳量。但《科学》报告的主要作者，橡树岭国家实验室的顾练红认为，这不可能是唯一的解释。
顾练红知道作物科学家已经发现植物在散射光下生长得最好。当阳光过于强烈时，一些叶子会落在阴影中，无法进行光合作用，而另一些叶子则沐浴在直射光束中，但会达到光合饱和点。适度的云层覆盖和气溶胶阻挡了直射光束，但允许光线在水蒸气和其他分子之间来回反射，从而产生“较柔和”的光线，到达原本会被遮蔽的叶子。结果，植物进行更多的光合作用，在此过程中消耗二氧化碳。顾练红和他的合作者确定，同样的原理也适用于森林冠层。哈佛森林的数据显示，皮纳图博火山爆发后两年内，二氧化碳水平下降——科学家们认为，鉴于这次爆发具有全球性的大气影响，这些发现代表了一种世界范围内的现象。顾练红说：“到目前为止，我们还没有将气溶胶和云与碳研究联系起来。” “为了理解影响气候的大气二氧化碳浓度，我们必须研究气溶胶和云如何影响全球碳循环。”