當全世界爭先恐後地控制 COVID-19 的傳播時，許多經濟活動已經停頓，導致空氣汙染顯著減少。隨著天空放晴，研究人員正在獲得一個前所未有的機會，來幫助解答氣候科學中最棘手的一個未解之謎：大氣氣溶膠的影響。他們所學的知識可以改進對地球未來氣候的預測。“我們希望這種情況——儘管很悲慘——能為我們的領域帶來積極的一面，”英國雷丁大學的氣溶膠研究員尼古拉斯·貝盧因說。
氣溶膠是由無數來源排放到空氣中的微小顆粒和液滴——從化石燃料燃燒到噴灑肥料，甚至包括海浪等自然現象。它們會改變雲的特性並攔截陽光，有些會散射太陽輻射，有些則會吸收太陽輻射。所有這些因素都會影響全球溫度——有時以相互競爭的方式進行。總的來說，氣溶膠對氣候有降溫作用，抵消了部分溫室氣體造成的變暖——但到目前為止，它們究竟抵消了多少，或者未來會抵消多少，仍然不清楚。政府間氣候變化專門委員會 估計，大氣中二氧化碳濃度增加一倍可能會使氣溫升高 1.5 到 4.5 攝氏度，這一範圍的巨大差異部分與科學家對氣溶膠影響的不完全理解有關。“到目前為止，氣溶膠對氣候的影響如此不確定，這一事實阻礙了我們的研究，”奧斯陸大學的大氣科學家特魯德·斯托雷爾莫說。
解析氣溶膠作用的部分問題在於，它們的來源不能簡單地關閉，以便比較有和沒有氣溶膠時會發生什麼。但現在，對疫情的應對實際上已經做到了這一點。科學家們現在正抓住機會，找出從特定雲的特性到氣溶膠排放量下降前後區域性溫度變化的一切差異。“如果這種情況繼續下去，我能做出一個非常肯定的預測，那就是我們將在幾年內看到大量關於此的科學論文，”挪威國際氣候研究中心的大氣科學家比約恩·薩姆塞特說。
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薩姆塞特、貝盧因和其他人希望回答的一個問題是，大氣中氣溶膠的哪一部分來自人類活動，而不是自然來源。氣溶膠的排放量因地而異，通常很難根據遙感衛星測量或稀疏的地面儀器來評估其來源。然而，目前的下降可能會提供有關天然氣溶膠背景水平的資訊。杜克大學的地球科學家德魯·辛德爾旨在調查不同人類活動的相對貢獻。在中國，一些部門（如交通運輸）的關閉程度比其他部門（包括髮電）更廣泛，因此空氣中氣溶膠的混合物似乎正在發生變化，這可能有助於表明哪些活動產生哪些氣溶膠。“這是我發現封鎖真正有趣的一點，”辛德爾說。
氣溶膠也會影響雲的形成，當水滴凝結成顆粒時就會發生這種情況。在存在更多氣溶膠的地方，它們可以形成持續時間更長、反射性更強的雲——這些過程會影響地球的溫度，但一直很難將其納入計算機模型。斯托雷爾莫和其他研究人員現在旨在研究相對缺乏氣溶膠情況下的雲模式，以便推斷它們的影響。將這些資料與封鎖前後的大氣模擬進行比較，“這將是對我們的模型進行非常好的測試，看看它們是否可以重現所觀察到的現象，”她說。薩姆塞特還計劃研究雲，並希望研究氣溶膠如何影響降雨地點和降雨量這一具有挑戰性的問題。對他來說，他說，找到答案將是“聖盃”。
由於雲具有高度可變性，除非“這種情況——天不希望——持續很長時間”，否則科學家可以瞭解多少可能會受到限制，辛德爾說。但如果應對 COVID-19 的廣泛措施持續數月，可能會觀察到更大規模的氣候影響。例如，人們認為氣溶膠會影響南亞季風的強度和位置，南亞季風是風的季節性變化，它會給印度次大陸帶來暴雨。數億人依賴這種降雨，因此 2020 年的任何中斷都可能產生深遠的影響。
研究人員還可能會發現對溫度的直接影響。使用計算機模擬，薩姆塞特和其他人此前發現，區域氣溶膠排放量的大幅假設性下降可能會導致區域性變暖。但是，必須在封鎖期間大幅減少氣溶膠，才能在區域（更不用說全球）溫度中觀察到任何此類峰值。
過去，科學家們最接近此類關於氣溶膠影響的意外實驗來自於火山爆發，火山爆發可以將大量這些顆粒注入高層大氣，並在全球範圍內造成降溫。 9/11 襲擊事件後美國停飛航班也類似地暗示了飛機尾氣中的水蒸氣如何影響雲的特性。但是，很少有大氣科學家為現在正在發生的深遠的氣溶膠減少做好準備。“沒有人會夢想發生這樣的事情，”斯托雷爾莫說。儘管如此，研究人員希望這可以幫助闡明隨著社會從疫情封鎖中恢復，以及隨著溫室氣體和空氣汙染排放量在 21 世紀的發展，變暖可能會如何發展。正如薩姆塞特所說，“這是關於瞭解未來氣候風險的。”
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