在印度次大陸上空形成的棕色雲層中,無人機以鬆散的隊形飛行,結果顯示,近兩英里厚的霧霾使大氣變暖加劇了50%。這意味著雲層中的煙塵不僅抵消了其同類氣溶膠的任何降溫作用,而且造成的升溫與主要溫室氣體二氧化碳 (CO2) 相當。
聖地亞哥斯克裡普斯海洋研究所的大氣物理學家維拉巴德蘭·拉馬納坦和他的同事們,從印度洋哈尼馬杜島上的基地,使用三架無人駕駛飛機進行了18次飛行任務。這些飛機透過無線電控制發射(模型飛機愛好者請注意),每架重達60多磅,翼展近6英尺,它們按照預先設定的路線飛行。
它們以垂直隊形飛行:一架無人機直接在棕色雲層上方,一架在其下方,還有一架在雲層中心。上方的飛機測量有多少太陽輻射被反射回來,而下方的飛機測量穿透的光量。“兩者之間的差異表明有多少陽光被困在大氣中,”拉馬納坦說。雲層中的飛機測量了水蒸氣和其他雲層成分受到的影響。但關鍵是,他說,“它們都必須對同一片區域進行取樣。”
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研究人員發現,“這種棕色雲層佔背景加熱的比例高達50%”,他說。“我們有時認為氣溶膠可以透過反射陽光和使地球變暗來拯救我們免受全球變暖的影響”,但是“我們的研究表明情況並非如此。儘管它們可能正在冷卻全球,但它們在其他地方造成了損害。”
主要原因似乎是煙塵中的黑碳,它會吸收任何能夠吸收的陽光,從而加熱它所接觸的任何東西。拉馬納坦說,所有這些黑碳的主要來源是烹飪火焰。所有這些烹飪火焰實際上正在使該地區乾燥,這既是透過導致為亞洲主要河流供水的冰川融化,也透過減少驅動降雨的蒸發來實現的。從黑碳到硫酸鹽,整個亞洲的氣溶膠似乎都在隨著工業化程序的推進而增加。
但是,透過用其他燃料和方法代替烹飪火焰中的木材,這個問題是可以解決的。“氣溶膠的壽命為兩週,”拉馬納坦說。“如果世界關注並投入資源,我們將立即看到效果。我說的是幾周,最多幾個月,而不是幾十年或幾百年。”
這與二氧化碳排放的解決方案形成對比,後者的效果需要更長的時間才能顯現出來。由於棕色雲層似乎至少同樣重要,因此消除它可以為實施更深遠的解決方案爭取時間,以避免災難性的冰川融化和其他氣候變化的影響發生,拉馬納坦認為。
拉馬納坦和同事計劃在未來幾年內在喜馬拉雅山脈的小範圍內,在山麓地區的12平方英里範圍內對此進行論證。“我們想建立一個黑碳洞,”他說。
此外,無人駕駛飛機提供了一種新的、相對便宜的方法來測量這種大氣效應,例如強風暴或常規雲層對陽光的吸收。“要解決這個問題,你需要多架飛機從各個角度觀察雲層,”他指出,“只有無人駕駛的、自主導航的無人機才能做到這一點。”
之前的努力,例如在 1990 年代識別出亞洲棕色雲層的那次,耗費了數百萬美元來保持傳統飛機的飛行,並且只能在相對較短的時間跨度內捕獲資料。“這將是一場革命,”他說,“在我們可以觀察地球的方式上。”