美国和中国的科学家正在研究来自亚洲的微小颗粒物是否正在飘过美国上空，遮蔽北美，从而在全球变暖的背景下帮助地球部分地区降温。
研究人员开发了一套新工具，包括一个雪茄盒大小的仪器，该仪器使用激光来检测微小的气溶胶颗粒。这些颗粒包括人造物质，如烟尘和汽车尾气，以及天然物质，如沙漠尘埃和海盐。
自20世纪90年代以来，科学家们一直在讨论使用飞机向大气中注入气溶胶，如硫酸盐，作为一种地球工程的形式，以模拟火山爆发，火山爆发有时会通过投射颗粒物质的阴影来冷却地球。这存在争议，但一些科学家认为，如果各国在达到临界点之前未能阻止温室气体的排放，这可能是限制全球变暖的一种选择。
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越来越多的证据表明，地球工程已经开始，这是无意的，源于亚洲夏季季风的自然力量。它将污染物送上喜马拉雅山脉，其中一些污染物到达平流层，在那里它们的高度足以漂过太平洋，帮助为北半球遮阴。
“这实际上可能会影响气候。这是我们关注这件事的主要原因，”美国国家海洋和大气管理局（NOAA）化学科学部门的研究物理学家茹山·高解释说。高使用3D打印机设计了一种“打印光学粒子光谱仪（POPS）”，这是一种雪茄盒大小的设备，其尺寸约为配备激光的仪器的十分之一，成本约为五分之一，可以识别和跟踪气溶胶颗粒。
配备了小型激光器的POPS成为第一个积极识别在中国南方10英里以上高空漂浮的气溶胶的设备。它的成功促成了许多其他中美联合实验。今年夏天，科学家们发布了一份报告，发现季风相当于亚洲污染的“高效烟囱”，将其传播到“整个北半球”。其贡献约占气溶胶总量的15%，与“2000年至2015年间小型火山爆发的总和”相似。
高的中国同事也取得了一些有趣的地面发现。一位气候科学家将一台POPS放在背包里，并在2016年夏天骑车环绕了中国西藏自治区的首府拉萨。在佛教宗教节日期间，他发现，焚烧香火、树枝、草药和成堆的树叶释放了该市约80%的气溶胶污染，其中包括大量的致癌物。这一发现也是POPS的又一个第一。
“在今天这个时代，靠自己做科学研究真的很难，”高解释说。他从小在中国长大，但最初因文化大革命而被禁止上大学。由于他的家庭富裕，他的父亲是一名医生，他被送到工厂工作，在那里他学习了机械和电子学。在获得博士学位和美国公民身份后，他定居在NOAA位于科罗拉多州博尔德市的地球系统研究实验室的“臭鼬工厂”——一个繁忙而混乱的实验室，他经常在那里花周末摆弄实验设备。
他得到了朋友和老板的帮助，当高需要3D打印机时，他的老板掏出了信用卡。他还喜欢与他在中国的同行合作。
“我有一个优势，我可以更友好地与他们交谈，并让他们与我们合作，”他说。
然而，像他这样的发现，在亚洲并不总是受欢迎的。正如高指出的那样，中国会测量污染物，但通常不会与其他国家分享其调查结果。印度是另一个大气污染的主要来源国，最近允许欧洲科学家测量其高空气溶胶，这项实验还包括飞往尼泊尔和孟加拉国的航班。但中国阻止了他们。“你真的无法对这些国家讲道理，”高说。
“我们正在努力做的是了解整个平流层的动态，”他补充道。“这应该是任何关于地球工程讨论的基础。如果我们现在都不知道现状，又怎么能预测未来的状态呢？”
以下是关于平流层动态的已知信息：由阳光和污染之间的反应产生的低空臭氧云正在美国西部出现，这些地区几乎没有或根本没有工业活动。臭氧热点地区包括国家公园和内华达州人口稀少的地区。拉斯维加斯，其主要产业是赌博，也是一个热点地区。
根据美国的《清洁空气法》，低空臭氧是一种列出的污染物。内华达州州长布莱恩·桑多瓦尔（共和党）坚称，他的州正在因其无法控制的事情而受到不公平的惩罚。他一直在推动与中国进行讨论，以支持更多的清洁能源技术和能源效率。“这将对内华达州和整个美国西部产生重大影响，”他预测道。
一项研究将亚洲夏季季风描述为“地球上所有气候现象中最引人注目和最重要的现象之一”。它与来自世界最大排放国之一的国家的的气溶胶和温室气体的扩散有关。
去年在《地球物理学评论》上发表的另一项研究列出了人造气溶胶的来源，包括内燃机、燃煤发电厂、刀耕火种的农业实践和烹饪产生的烟雾排放的硫酸盐、硝酸盐和黑碳。
POPS的下一次统计数据可能会在明年公布。高正在为一个哈佛大学团队制造一个装置，该团队将把它安装在一个大型、可操纵的充氦气球中。它的设计目的是在70,000英尺的高度跟踪平流层中的气溶胶羽流。
来自亚洲的污染最终能帮助我们为地球遮阴吗？
“这是有可能的，”哈佛大学应用物理学教授、气球实验的联合主任大卫·基思说。“有多少能进入平流层尚不清楚。我们的实验不会直接解决这个问题，尽管我们可能很想这样做。”
经E&E新闻许可，转载自Climatewire。《E&E》在www.eenews.net提供有关重要能源和环境新闻的每日报道。