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1991年6月，當菲律賓的皮納圖博火山向大氣中噴射出大量的火山灰和氣體時，恰好在地球另一端的科學家們開始從位於馬薩諸塞州波士頓郊外哈佛森林的樹冠上方高處的二氧化碳監測器中獲取良好的資料。現在，十多年過去了，在火山爆發後的幾年裡進行的測量為大氣氣溶膠如何影響光合作用提供了新的見解。這些發現今天發表在《科學》雜誌上，迫使科學家們重新思考影響碳在環境中迴圈的因素，特別是二氧化碳，它是全球變暖的主要因素。
在皮納圖博火山爆發後的三週內，這場本世紀最大的火山爆發，一條硫氣溶膠帶已經環繞了地球。到1992年初，火山氣體和氣溶膠已經擴散到平流層，籠罩了地球。在那段時間裡，全球二氧化碳水平下降幅度超過了任何其他有記錄的下降。一些科學家認為，全球降溫導致生態系統呼吸作用下降，從而降低了排放到大氣中的二氧化碳量。但《科學》報告的主要作者，橡樹嶺國家實驗室的顧練紅認為，這不可能是唯一的解釋。
顧練紅知道作物科學家已經發現植物在散射光下生長得最好。當陽光過於強烈時，一些葉子會落在陰影中，無法進行光合作用，而另一些葉子則沐浴在直射光束中，但會達到光合飽和點。適度的雲層覆蓋和氣溶膠阻擋了直射光束，但允許光線在水蒸氣和其他分子之間來回反射，從而產生“較柔和”的光線，到達原本會被遮蔽的葉子。結果，植物進行更多的光合作用，在此過程中消耗二氧化碳。顧練紅和他的合作者確定，同樣的原理也適用於森林冠層。哈佛森林的資料顯示，皮納圖博火山爆發後兩年內，二氧化碳水平下降——科學家們認為，鑑於這次爆發具有全球性的大氣影響，這些發現代表了一種世界範圍內的現象。顧練紅說：“到目前為止，我們還沒有將氣溶膠和雲與碳研究聯絡起來。” “為了理解影響氣候的大氣二氧化碳濃度，我們必須研究氣溶膠和雲如何影響全球碳迴圈。”