美國和中國的科學家正在研究來自亞洲的微小顆粒物是否正在飄過美國上空，遮蔽北美，從而在全球變暖的背景下幫助地球部分地區降溫。
研究人員開發了一套新工具，包括一個雪茄盒大小的儀器，該儀器使用雷射來檢測微小的氣溶膠顆粒。這些顆粒包括人造物質，如煙塵和汽車尾氣，以及天然物質，如沙漠塵埃和海鹽。
自20世紀90年代以來，科學家們一直在討論使用飛機向大氣中注入氣溶膠，如硫酸鹽，作為一種地球工程的形式，以模擬火山爆發，火山爆發有時會透過投射顆粒物質的陰影來冷卻地球。這存在爭議，但一些科學家認為，如果各國在達到臨界點之前未能阻止溫室氣體的排放，這可能是限制全球變暖的一種選擇。
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越來越多的證據表明，地球工程已經開始，這是無意的，源於亞洲夏季季風的自然力量。它將汙染物送上喜馬拉雅山脈，其中一些汙染物到達平流層，在那裡它們的高度足以漂過太平洋，幫助為北半球遮陰。
“這實際上可能會影響氣候。這是我們關注這件事的主要原因，”美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）化學科學部門的研究物理學家茹山·高解釋說。高使用3D印表機設計了一種“列印光學粒子光譜儀（POPS）”，這是一種雪茄盒大小的裝置，其尺寸約為配備雷射的儀器的十分之一，成本約為五分之一，可以識別和跟蹤氣溶膠顆粒。
配備了小型雷射器的POPS成為第一個積極識別在中國南方10英里以上高空漂浮的氣溶膠的裝置。它的成功促成了許多其他中美聯合實驗。今年夏天，科學家們釋出了一份報告，發現季風相當於亞洲汙染的“高效煙囪”，將其傳播到“整個北半球”。其貢獻約佔氣溶膠總量的15%，與“2000年至2015年間小型火山爆發的總和”相似。
高的中國同事也取得了一些有趣的地面發現。一位氣候科學家將一臺POPS放在揹包裡，並在2016年夏天騎車環繞了中國西藏自治區的首府拉薩。在佛教宗教節日期間，他發現，焚燒香火、樹枝、草藥和成堆的樹葉釋放了該市約80%的氣溶膠汙染，其中包括大量的致癌物。這一發現也是POPS的又一個第一。
“在今天這個時代，靠自己做科學研究真的很難，”高解釋說。他從小在中國長大，但最初因文化大革命而被禁止上大學。由於他的家庭富裕，他的父親是一名醫生，他被送到工廠工作，在那裡他學習了機械和電子學。在獲得博士學位和美國公民身份後，他定居在NOAA位於科羅拉多州博爾德市的地球系統研究實驗室的“臭鼬工廠”——一個繁忙而混亂的實驗室，他經常在那裡花週末擺弄實驗裝置。
他得到了朋友和老闆的幫助，當高需要3D印表機時，他的老闆掏出了信用卡。他還喜歡與他在中國的同行合作。
“我有一個優勢，我可以更友好地與他們交談，並讓他們與我們合作，”他說。
然而，像他這樣的發現，在亞洲並不總是受歡迎的。正如高指出的那樣，中國會測量汙染物，但通常不會與其他國家分享其調查結果。印度是另一個大氣汙染的主要來源國，最近允許歐洲科學家測量其高空氣溶膠，這項實驗還包括飛往尼泊爾和孟加拉國的航班。但中國阻止了他們。“你真的無法對這些國家講道理，”高說。
“我們正在努力做的是瞭解整個平流層的動態，”他補充道。“這應該是任何關於地球工程討論的基礎。如果我們現在都不知道現狀，又怎麼能預測未來的狀態呢？”
以下是關於平流層動態的已知資訊：由陽光和汙染之間的反應產生的低空臭氧雲正在美國西部出現，這些地區幾乎沒有或根本沒有工業活動。臭氧熱點地區包括國家公園和內華達州人口稀少的地區。拉斯維加斯，其主要產業是賭博，也是一個熱點地區。
根據美國的《清潔空氣法》，低空臭氧是一種列出的汙染物。內華達州州長布萊恩·桑多瓦爾（共和黨）堅稱，他的州正在因其無法控制的事情而受到不公平的懲罰。他一直在推動與中國進行討論，以支援更多的清潔能源技術和能源效率。“這將對內華達州和整個美國西部產生重大影響，”他預測道。
一項研究將亞洲夏季季風描述為“地球上所有氣候現象中最引人注目和最重要的現象之一”。它與來自世界最大排放國之一的國家的的氣溶膠和溫室氣體的擴散有關。
去年在《地球物理學評論》上發表的另一項研究列出了人造氣溶膠的來源，包括內燃機、燃煤發電廠、刀耕火種的農業實踐和烹飪產生的煙霧排放的硫酸鹽、硝酸鹽和黑碳。
POPS的下一次統計資料可能會在明年公佈。高正在為一個哈佛大學團隊製造一個裝置，該團隊將把它安裝在一個大型、可操縱的充氦氣球中。它的設計目的是在70,000英尺的高度跟蹤平流層中的氣溶膠羽流。
來自亞洲的汙染最終能幫助我們為地球遮陰嗎？
“這是有可能的，”哈佛大學應用物理學教授、氣球實驗的聯合主任大衛·基思說。“有多少能進入平流層尚不清楚。我們的實驗不會直接解決這個問題，儘管我們可能很想這樣做。”
經E&E新聞許可，轉載自Climatewire。《E&E》在www.eenews.net提供有關重要能源和環境新聞的每日報道。