新的研究表明,1970年美国实施的污染控制措施可能导致了 1970 年代和 1980 年代亚特兰大市降雨量的反弹。
气象站的测量结果显示,在关注对人类健康构成威胁的《清洁空气法案》于1970年通过后,该市核心区域的年平均降雨量增加了10%。
“它在 70 年代突然发生了戏剧性的变化。这不是一个渐进的变化。它相当突然,”佐治亚州立大学的气候学家杰里米·迪姆说,他进行了这项研究。
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他补充说,他的研究结果表明,污染控制是降雨量增加的主要驱动因素,尽管其他科学家认为存在不同的因素。“其他人说我们经历了经济衰退,导致燃料消耗减少,”迪姆说,并补充说这可能也是一个因素。
降低云效率
像发电厂排放的颗粒以及像灰尘这样的天然颗粒在悬浮在空气中时,会充当所谓的云凝结核。大气中的水分子会附着在颗粒上,并可以生长形成大小不同的液滴,这些液滴可以变成云、雨和其他形式的降水。较小的颗粒周围有较小的水滴,而较大的颗粒会吸引较大的液滴。
污染会导致降雨减少,因为它会降低云的“效率”,迪姆说,他解释说,由小颗粒形成的云几乎具有均匀的颗粒和水蒸气尺寸。云在下雨之前需要不同大小的颗粒。
“你不需要很多小颗粒,这就是 50 年代和 60 年代亚特兰大所拥有的,”他说。
根据美国环境保护署的数据,在 1970 年《清洁空气法案》通过后的五年里,全国范围内直径为 10 微米或更小的颗粒排放量减少了约 40%。
数十年的数据
迪姆有兴趣将减少排放的影响本地化到他的家乡亚特兰大。该市的位置——不在水体或山脉附近——使他能够从环绕该市的九个海拔高度相似的气象站以及核心区域内部或附近的几个气象站获取信息。
他假设城市核心区域外的降雨不会受到污染的那么大影响,因为它远离包括汽车或工厂的许多排放源。 另一方面,亚特兰大市中心和郊区的污染将更加集中,导致降雨减少。
迪姆收集了 18 个国家气象局合作站夏季(6 月至 8 月)的数据,数据范围从 1948 年到 2009 年。然后,迪姆使用农村地区的观测结果来预测每个城市和郊区地点的降雨量。
“这产生了预期的降雨量,”他说。“然后将预期的降雨量与观测到的降雨量进行比较。”
城市抑制
迪姆的数据显示,在《清洁空气法案》出台之前,城市核心区域的降雨量受到抑制。与外围气象站的降雨总量相比,数据显示,在污染最严重的 1950 年代和 1960 年代,核心区域减少了约 40 毫米(1.6 英寸)。
然后,亚特兰大的核心区域在 1970 年代,尤其是 1980 年代,夏季降雨量回升至之前的 300 毫米(11.8 英寸),并一直持续到 2009 年,这是研究的最新年份。
该研究发表在 2013 年 8 月出版的《大气环境》杂志上。
对于未来的研究,迪姆计划研究美国其他拥有环绕气象站的大城市。 他说,最有可能成为候选城市的城市将位于中西部。 可能的地点包括密苏里州圣路易斯、达拉斯/沃斯堡、明尼阿波利斯/圣保罗、匹兹堡、辛辛那提、印第安纳波利斯、田纳西州孟菲斯和俄克拉荷马城。迪姆预计在这些城市会看到与亚特兰大相似的结果,尽管只有研究才能确定。
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