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旧金山——手机网络能否改善空气污染监测？
这是加州大学洛杉矶分校计算机科学助理研究教授妮莎·拉马纳坦的希望。她是一个团队的成员，该团队开发了一种系统，该系统依靠手机报告黑碳的浓度，黑碳是一种由燃烧化石燃料和生物燃料（如木材和粪便）产生的颗粒物。
微小的黑碳颗粒是强效的增温剂。它们吸收阳光中的热量，使周围空气变暖，当它们从大气中落到冰雪上时，会加速融化。最近一项研究估计，1890年至2007年间，北极地区一半的变暖是由黑碳排放造成的。
由于黑碳在大气中停留的时间不长——只有一到四周，而二氧化碳则长达数百年甚至数千年——一些科学家认为，减少黑碳污染可能会产生立竿见影的降温效果。它还将带来健康益处，特别是在发展中国家，那里使用木材和粪便作为燃料的炉灶会产生严重的室内空气污染。
拉马纳坦表示，她希望她基于手机的监测网络能够实现更廉价、更广泛的黑碳测量。*
她说：“该系统可与任何带有摄像头的手机配合使用”，并且无需特殊软件。“全球有超过 40 亿部手机在使用。目前生产的几乎所有手机都带有摄像头。”
“你为什么不做一些有用的事情？”
该计划首先使用一台小型采样机收集空气样本。样本中的黑碳沉积在过滤器上。在预定的时间间隔，用户取出过滤器，用手机拍照，然后使用手机将带有时间戳的图像通过电子邮件发送给科学家进行处理。
科学家可以确信测量结果是准确的，因为每个过滤器都与一张卡片并排拍照，该卡片描绘了不同黑碳浓度产生的过滤器颜色范围。这意味着参考卡和过滤器样本都暴露在相同的光线下，消除了照片质量变化造成的任何误差。
拉马纳坦说，每个采样器成本在 500 美元到 600 美元之间，每个过滤器成本约为 1 美元。她已在印度测试过她的系统，她在印度用它来测量炉灶的黑碳排放量，并在加利福尼亚州用它来监测室外空气质量。她说，美国宇航局的喷气推进实验室也有兴趣测试该系统。
拉马纳坦最热情的合作者之一是她的父亲 V. “拉姆”·拉马纳坦，他是斯克里普斯海洋研究所的大气科学家，他开展了关于黑碳气候影响的开创性研究，并创办了一个慈善机构，分发太阳能炉灶，以减少其家乡印度地区的黑碳污染。
“妮莎是我的女儿，”他说。“三年前的感恩节，她告诉我她用电脑和手机做的所有事情——所以我说，‘你为什么不做一些有用的事情？’”他笑着回忆道。
加利福尼亚州将黑碳排放量减半
拉姆·拉马纳坦还在美国地球物理联合会会议上展示了一项新工作——昨天发表在《大气环境》杂志上的一项研究，该研究发现，加利福尼亚州为减少空气污染所做的努力已使该州空气中的黑碳浓度在过去二十年中减少了一半。
拉姆·拉马纳坦说，这既带来了气候益处，也带来了健康益处。除了是一种强效的增温剂外，黑碳还会加剧心脏和肺部问题，包括哮喘。
这项新的加利福尼亚州研究基于全州监测网络收集的数据。它由加利福尼亚州空气资源委员会资助。
拉姆·拉马纳坦说，他和他的合著者认为，该州空气中黑碳量的减少是加利福尼亚州努力减少柴油发动机产生的空气污染的直接结果，首先是该州 1987 年对重型卡车颗粒物排放量进行限制的规定。
在过去的 20 年中，该州柴油发动机的黑碳排放量也减少了一半。
他说：“对于科学家来说，这是一个壮观的受控实验，因为我们可以看到我们政策的结果。”
*更正（12/16/10）：本报道的早期版本对黑碳测量中固有的不确定性做出了不正确的陈述。