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舊金山——手機網路能否改善空氣汙染監測？
這是加州大學洛杉磯分校計算機科學助理研究教授妮莎·拉馬納坦的希望。她是一個團隊的成員，該團隊開發了一種系統，該系統依靠手機報告黑碳的濃度，黑碳是一種由燃燒化石燃料和生物燃料（如木材和糞便）產生的顆粒物。
微小的黑碳顆粒是強效的增溫劑。它們吸收陽光中的熱量，使周圍空氣變暖，當它們從大氣中落到冰雪上時，會加速融化。最近一項研究估計，1890年至2007年間，北極地區一半的變暖是由黑碳排放造成的。
由於黑碳在大氣中停留的時間不長——只有一到四周，而二氧化碳則長達數百年甚至數千年——一些科學家認為，減少黑碳汙染可能會產生立竿見影的降溫效果。它還將帶來健康益處，特別是在發展中國家，那裡使用木材和糞便作為燃料的爐灶會產生嚴重的室內空氣汙染。
拉馬納坦表示，她希望她基於手機的監測網路能夠實現更廉價、更廣泛的黑碳測量。*
她說：“該系統可與任何帶有攝像頭的手機配合使用”，並且無需特殊軟體。“全球有超過 40 億部手機在使用。目前生產的幾乎所有手機都帶有攝像頭。”
“你為什麼不做一些有用的事情？”
該計劃首先使用一臺小型取樣機收集空氣樣本。樣本中的黑碳沉積在過濾器上。在預定的時間間隔，使用者取出過濾器，用手機拍照，然後使用手機將帶有時間戳的影像透過電子郵件傳送給科學家進行處理。
科學家可以確信測量結果是準確的，因為每個過濾器都與一張卡片並排拍照，該卡片描繪了不同黑碳濃度產生的過濾器顏色範圍。這意味著參考卡和過濾器樣本都暴露在相同的光線下，消除了照片質量變化造成的任何誤差。
拉馬納坦說，每個取樣器成本在 500 美元到 600 美元之間，每個過濾器成本約為 1 美元。她已在印度測試過她的系統，她在印度用它來測量爐灶的黑碳排放量，並在加利福尼亞州用它來監測室外空氣質量。她說，美國宇航局的噴氣推進實驗室也有興趣測試該系統。
拉馬納坦最熱情的合作者之一是她的父親 V. “拉姆”·拉馬納坦，他是斯克裡普斯海洋研究所的大氣科學家，他開展了關於黑碳氣候影響的開創性研究，並創辦了一個慈善機構，分發太陽能爐灶，以減少其家鄉印度地區的黑碳汙染。
“妮莎是我的女兒，”他說。“三年前的感恩節，她告訴我她用電腦和手機做的所有事情——所以我說，‘你為什麼不做一些有用的事情？’”他笑著回憶道。
加利福尼亞州將黑碳排放量減半
拉姆·拉馬納坦還在美國地球物理聯合會會議上展示了一項新工作——昨天發表在《大氣環境》雜誌上的一項研究，該研究發現，加利福尼亞州為減少空氣汙染所做的努力已使該州空氣中的黑碳濃度在過去二十年中減少了一半。
拉姆·拉馬納坦說，這既帶來了氣候益處，也帶來了健康益處。除了是一種強效的增溫劑外，黑碳還會加劇心臟和肺部問題，包括哮喘。
這項新的加利福尼亞州研究基於全州監測網路收集的資料。它由加利福尼亞州空氣資源委員會資助。
拉姆·拉馬納坦說，他和他的合著者認為，該州空氣中黑碳量的減少是加利福尼亞州努力減少柴油發動機產生的空氣汙染的直接結果，首先是該州 1987 年對重型卡車顆粒物排放量進行限制的規定。
在過去的 20 年中，該州柴油發動機的黑碳排放量也減少了一半。
他說：“對於科學家來說，這是一個壯觀的受控實驗，因為我們可以看到我們政策的結果。”
*更正（12/16/10）：本報道的早期版本對黑碳測量中固有的不確定性做出了不正確的陳述。