当全世界争先恐后地控制 COVID-19 的传播时，许多经济活动已经停顿，导致空气污染显著减少。随着天空放晴，研究人员正在获得一个前所未有的机会，来帮助解答气候科学中最棘手的一个未解之谜：大气气溶胶的影响。他们所学的知识可以改进对地球未来气候的预测。“我们希望这种情况——尽管很悲惨——能为我们的领域带来积极的一面，”英国雷丁大学的气溶胶研究员尼古拉斯·贝卢因说。
气溶胶是由无数来源排放到空气中的微小颗粒和液滴——从化石燃料燃烧到喷洒肥料，甚至包括海浪等自然现象。它们会改变云的特性并拦截阳光，有些会散射太阳辐射，有些则会吸收太阳辐射。所有这些因素都会影响全球温度——有时以相互竞争的方式进行。总的来说，气溶胶对气候有降温作用，抵消了部分温室气体造成的变暖——但到目前为止，它们究竟抵消了多少，或者未来会抵消多少，仍然不清楚。政府间气候变化专门委员会 估计，大气中二氧化碳浓度增加一倍可能会使气温升高 1.5 到 4.5 摄氏度，这一范围的巨大差异部分与科学家对气溶胶影响的不完全理解有关。“到目前为止，气溶胶对气候的影响如此不确定，这一事实阻碍了我们的研究，”奥斯陆大学的大气科学家特鲁德·斯托雷尔莫说。
解析气溶胶作用的部分问题在于，它们的来源不能简单地关闭，以便比较有和没有气溶胶时会发生什么。但现在，对疫情的应对实际上已经做到了这一点。科学家们现在正抓住机会，找出从特定云的特性到气溶胶排放量下降前后局部温度变化的一切差异。“如果这种情况继续下去，我能做出一个非常肯定的预测，那就是我们将在几年内看到大量关于此的科学论文，”挪威国际气候研究中心的大气科学家比约恩·萨姆塞特说。
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萨姆塞特、贝卢因和其他人希望回答的一个问题是，大气中气溶胶的哪一部分来自人类活动，而不是自然来源。气溶胶的排放量因地而异，通常很难根据遥感卫星测量或稀疏的地面仪器来评估其来源。然而，目前的下降可能会提供有关天然气溶胶背景水平的信息。杜克大学的地球科学家德鲁·辛德尔旨在调查不同人类活动的相对贡献。在中国，一些部门（如交通运输）的关闭程度比其他部门（包括发电）更广泛，因此空气中气溶胶的混合物似乎正在发生变化，这可能有助于表明哪些活动产生哪些气溶胶。“这是我发现封锁真正有趣的一点，”辛德尔说。
气溶胶也会影响云的形成，当水滴凝结成颗粒时就会发生这种情况。在存在更多气溶胶的地方，它们可以形成持续时间更长、反射性更强的云——这些过程会影响地球的温度，但一直很难将其纳入计算机模型。斯托雷尔莫和其他研究人员现在旨在研究相对缺乏气溶胶情况下的云模式，以便推断它们的影响。将这些数据与封锁前后的大气模拟进行比较，“这将是对我们的模型进行非常好的测试，看看它们是否可以重现所观察到的现象，”她说。萨姆塞特还计划研究云，并希望研究气溶胶如何影响降雨地点和降雨量这一具有挑战性的问题。对他来说，他说，找到答案将是“圣杯”。
由于云具有高度可变性，除非“这种情况——天不希望——持续很长时间”，否则科学家可以了解多少可能会受到限制，辛德尔说。但如果应对 COVID-19 的广泛措施持续数月，可能会观察到更大规模的气候影响。例如，人们认为气溶胶会影响南亚季风的强度和位置，南亚季风是风的季节性变化，它会给印度次大陆带来暴雨。数亿人依赖这种降雨，因此 2020 年的任何中断都可能产生深远的影响。
研究人员还可能会发现对温度的直接影响。使用计算机模拟，萨姆塞特和其他人此前发现，区域气溶胶排放量的大幅假设性下降可能会导致局部变暖。但是，必须在封锁期间大幅减少气溶胶，才能在区域（更不用说全球）温度中观察到任何此类峰值。
过去，科学家们最接近此类关于气溶胶影响的意外实验来自于火山爆发，火山爆发可以将大量这些颗粒注入高层大气，并在全球范围内造成降温。 9/11 袭击事件后美国停飞航班也类似地暗示了飞机尾气中的水蒸气如何影响云的特性。但是，很少有大气科学家为现在正在发生的深远的气溶胶减少做好准备。“没有人会梦想发生这样的事情，”斯托雷尔莫说。尽管如此，研究人员希望这可以帮助阐明随着社会从疫情封锁中恢复，以及随着温室气体和空气污染排放量在 21 世纪的发展，变暖可能会如何发展。正如萨姆塞特所说，“这是关于了解未来气候风险的。”
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