沙塵暴能否為地球制冷
2012年03月23日
全球氣溫上升的幅度一直遠低于科學家根據二氧化碳濃度上升所預測的溫度值。于是有人認為，地球系統可能存在著極其復雜的反饋機制，沙塵可能就是一種與二氧化碳增溫相對立的非常重要的“制冷劑”。
沙塵暴是一種災害性天氣，但在研究全球變化的科學家眼中，沙塵暴是大自然中生物地球化學循環中的重要一環。科學家把懸浮在空氣中、直徑在1微米-100微米左右的固體、液體微粒叫做“氣溶膠”，沙塵氣溶膠是氣溶膠重要的組成部分。
他們認為，沙塵氣溶膠通過三種途徑對地球環境產生重要影響。
首先，它像一把陽傘阻擋太陽輻射進入地球表面，也就是所謂的“陽傘效應”。其次，沙塵粒子還可以作為云凝結核，影響云的形成、輻射特性和降水，產生間接的氣候效應，被稱為“冰核效應”。另外，最受科學家關注的是“鐵肥料效應”，即“鐵假說”在海洋中增加鐵可使浮游生物增加，并消耗大量的二氧化碳，使大氣中的二氧化碳濃度降低，進而降低全球的溫度，而鐵則來源于大陸的沙塵。
最近一個時期，科學家對極地冰芯中沙塵、溫度、二氧化碳濃度及海洋原始生產力的古氣候記錄進行對比分析，發現在地球系統中存在“低二氧化碳濃度-高粉塵”和“高二氧化碳濃度-低粉塵”兩種狀態，這表明粉塵與二氧化碳濃度之間存在著某種相互交錯的機制。提出了“沙塵-二氧化碳濃度-氣候”的反饋理論，認為沙塵既是氣候的產物，又對氣候起著控制作用。因此，面對氣候變暖，增加海洋中的沙塵含量，可以有效地抵消二氧化碳濃度上升所引起的增溫。
有人通過對2001年4月中亞強沙塵暴過程在中國、韓國、日本和北美大陸地面粉塵觀測與同期北太平洋海洋生物觀測事實，推測出平均一年只需要10-15次左右的強沙塵暴過程，就可基本滿足北太平洋海洋浮游生物所需要的各種營養物質。
其實，沙塵暴像任何自然過程一樣，對人類的影響也具有兩面性。科學家說，如果將沙塵暴納入到復雜的地球系統中，沙塵暴所起的作用就不簡單。如我國的黃土高原就是古代千萬年沙塵暴的產物，其疏松的土質和處于季風雨區的自然特征，為古人利用木棍等極為原始的工具開發農業提供了最基本的自然條件；偉大的黃河文明發源于黃土高原，在很大程度上就是沙塵暴給予人類的恩賜。
同時更重要的是，如果沒有沙塵氣溶膠攜帶來的沙塵供應海洋生物所需要的各種物質，其中一環就會斷裂，整個海洋生態系統就將改變，從而引起全球氣候的急劇變化。因此，沙塵暴揚起的粉塵成為與二氧化碳增溫相對應的地球“制冷劑”，并成為研究全球物質循環及氣候變化中的關鍵環節之一。
再如日本，原來認為沙塵暴影響了他們的環境，但最近卻轉變了態度，認為沙塵暴是自然的恩賜，因為沙塵暴抑制了日本的酸雨。
由于沙塵氣溶膠可以進行遠程傳輸和沉積，從某種角度講，沒有沙塵暴，也就沒有北太平洋上最璀璨的明珠夏威夷，因為造就夏威夷最初的養料來自遙遠的歐亞大陸內部的沙塵暴。
從全球的角度來看，一個沙塵彌漫的地球可能會抑制全球的氣候變暖。雖然不很理想，但我們仍然期待著它能發揮更積極的作用。
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