清潔空氣法案如何使亞特蘭大降雨量反彈

1970年頒佈的立法可能大幅改善了亞特蘭大的降雨量

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新的研究表明,1970年美國實施的汙染控制措施可能導致了 1970 年代和 1980 年代亞特蘭大市降雨量的反彈。

氣象站的測量結果顯示,在關注對人類健康構成威脅的《清潔空氣法案》於1970年通過後,該市核心區域的年平均降雨量增加了10%。

“它在 70 年代突然發生了戲劇性的變化。這不是一個漸進的變化。它相當突然,”佐治亞州立大學的氣候學家傑里米·迪姆說,他進行了這項研究。


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他補充說,他的研究結果表明,汙染控制是降雨量增加的主要驅動因素,儘管其他科學家認為存在不同的因素。“其他人說我們經歷了經濟衰退,導致燃料消耗減少,”迪姆說,並補充說這可能也是一個因素。

降低雲效率

像發電廠排放的顆粒以及像灰塵這樣的天然顆粒在懸浮在空氣中時,會充當所謂的雲凝結核。大氣中的水分子會附著在顆粒上,並可以生長形成大小不同的液滴,這些液滴可以變成雲、雨和其他形式的降水。較小的顆粒周圍有較小的水滴,而較大的顆粒會吸引較大的液滴。

汙染會導致降雨減少,因為它會降低雲的“效率”,迪姆說,他解釋說,由小顆粒形成的雲幾乎具有均勻的顆粒和水蒸氣尺寸。雲在下雨之前需要不同大小的顆粒。

“你不需要很多小顆粒,這就是 50 年代和 60 年代亞特蘭大所擁有的,”他說。

根據美國環境保護署的資料,在 1970 年《清潔空氣法案》通過後的五年裡,全國範圍內直徑為 10 微米或更小的顆粒排放量減少了約 40%。

數十年的資料

迪姆有興趣將減少排放的影響本地化到他的家鄉亞特蘭大。該市的位置——不在水體或山脈附近——使他能夠從環繞該市的九個海拔高度相似的氣象站以及核心區域內部或附近的幾個氣象站獲取資訊。

他假設城市核心區域外的降雨不會受到汙染的那麼大影響,因為它遠離包括汽車或工廠的許多排放源。 另一方面,亞特蘭大市中心和郊區的汙染將更加集中,導致降雨減少。

迪姆收集了 18 個國家氣象局合作站夏季(6 月至 8 月)的資料,資料範圍從 1948 年到 2009 年。然後,迪姆使用農村地區的觀測結果來預測每個城市和郊區地點的降雨量。

“這產生了預期的降雨量,”他說。“然後將預期的降雨量與觀測到的降雨量進行比較。”

城市抑制

迪姆的資料顯示,在《清潔空氣法案》出臺之前,城市核心區域的降雨量受到抑制。與外圍氣象站的降雨總量相比,資料顯示,在汙染最嚴重的 1950 年代和 1960 年代,核心區域減少了約 40 毫米(1.6 英寸)。

然後,亞特蘭大的核心區域在 1970 年代,尤其是 1980 年代,夏季降雨量回升至之前的 300 毫米(11.8 英寸),並一直持續到 2009 年,這是研究的最新年份。

該研究發表在 2013 年 8 月出版的《大氣環境》雜誌上。

對於未來的研究,迪姆計劃研究美國其他擁有環繞氣象站的大城市。 他說,最有可能成為候選城市的城市將位於中西部。 可能的地點包括密蘇里州聖路易斯、達拉斯/沃斯堡、明尼阿波利斯/聖保羅、匹茲堡、辛辛那提、印第安納波利斯、田納西州孟菲斯和俄克拉荷馬城。迪姆預計在這些城市會看到與亞特蘭大相似的結果,儘管只有研究才能確定。

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Elizabeth Howell (she/her), Ph.D., is a staff writer in the spaceflight channel since 2022 covering diversity, education and gaming as well. She was contributing writer for Space.com for 10 years before joining full-time.

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