塵埃是地球氣候系統的重要組分。當它與雲、海洋以及太陽輻射相互作用時，會對地球上的生命系統產生全面影響。大氣中的兩類塵埃均來自乾燥地區，它們在高速風的作用下離開了地面。其中，細塵像雲一樣有散射作用，會使大氣溫度降低，而起源於撒哈拉沙漠等地的粗塵則體積更大，與溫室氣體一樣，會使大氣變暖。
準確地知道大氣中有多少粗塵非常重要。在它的幫助下，我們不僅可以了解受塵埃影響的大氣現象（如降雨），還可以知曉塵埃使地球變暖的程度。
近日，加州大學洛杉磯分校的科學家在《科學進展》雜誌發表論文稱，地球大氣中的粗塵數量實際上是目前的氣候模型模擬結果的四倍。也就是說，大氣中含有1700萬噸粗塵，相當於1700萬頭大象的重量或所有美國人體重的總和。
「為準確地呈現塵埃對地球系統的整體影響，氣候模型中必須包含對大氣中粗塵數量的精確計算結果。」論文第一作者、加州大學洛杉磯分校大氣和海洋科學系博士後研究員Adeyemi Adebiyi說，「通過將這些缺失的粗塵『塞進』模型裡，一種可能性增加了，即塵埃——包括細粒和粗粒——正在使地球的氣候系統變暖。」
粗塵顆粒會同時吸收來自太陽的輻射和地球反射回的輻射，加熱整個地球氣候系統。它們還會影響大氣的穩定性和環流，從而影響颶風等大氣現象。
在這項研究中，Adebiyi與加州大學洛杉磯分校大氣和海洋科學副教授Jasper Kok合作，分析了數十篇已發表的觀察報告，確定了大氣中粗塵的實際數量。此外，他們還將這些報告和6種廣泛使用的全球大氣模型進行了比較。
「當我們將自己的結果與氣候模型預測結果進行比較時，立即發現了兩者之間的巨大差異。」Kok說，「最先進的氣候模型得到的模擬數據也只有400萬噸，而我們的結果是它的四倍多。」
此外，Adebiyi和Kok發現，粗塵離開大氣的速度比氣候模型預測的要慢。當有塵埃存在時，空氣有更劇烈的混合傾向。他們說，以撒哈拉沙漠為例，空氣和沙塵以某種方式混合在一起，將沙塵向上推。這樣可以對抗重力，讓沙塵在空氣中停留的時間更長。而由於塵埃顆粒在大氣中停留的時間更長，其最終移動距離會比模型預測或理論計算更遠。例如，從撒哈拉吹來的沙塵顆粒可以在大氣中飛行數千英裡，最遠可以到達加勒比海和美國。
當沙塵最終進入海洋時，它可能會刺激海洋生態系統，增加海洋吸收的二氧化碳量。鑑於粗塵與太陽輻射和雲之間的作用方式，這也會對降雨量產生重要影響。
科界原創編譯：Max審稿：alone責編：雷鑫宇
期刊來源：《科學進展》
期刊編號：2375-2548
原文連結：https://phys.org/news/2020-04-earth-atmosphere-dustier-previously-believed.html
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