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来自研究机构

研究显示,亚洲污染和热浪加剧了美国的雾霾

日期:
2017年3月1日
来源:
普林斯顿大学
简介:
一项研究表明,尽管法律限制了汽车排气管和工厂排放形成烟雾的化学物质,但过去25年里,来自亚洲的污染物涌入美国西部,以及美国东部更频繁的热浪,导致这些地区的烟雾持续存在。
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完整的故事

在过去的25年里,尽管有法律限制汽车排气管和工厂排放形成烟雾的化学物质,但来自亚洲的污染物流入美国西部,以及美国东部更频繁的热浪,导致这些地区的烟雾持续存在。

这项研究由普林斯顿大学和美国国家海洋和大气管理局地球物理流体动力学实验室(GFDL)的研究人员领导,强调了在污染日益全球化的情况下,对机动车、发电厂和其他行业保持国内排放控制的重要性。

发表在3月1日的杂志上大气化学与物理该研究调查了从上世纪80年代至今的一段时间内烟雾的来源,也被称为地面臭氧。地面臭氧不同于上层大气中保护地球免受紫外线辐射的臭氧,它对人类健康有害,会加剧哮喘发作,造成呼吸困难。它还会伤害敏感的树木和农作物。

尽管在过去的25年里,氮氧化物(俗称“NOx”)等形成烟雾的化学物质减少了50%,但在西部农村地区测量的臭氧水平实际上有所上升。虽然美国东部的臭氧总体上有所减少,但在热浪期间,臭氧水平可能会飙升。

该研究将西方臭氧的增加归因于来自亚洲国家的污染,包括中国、朝鲜和韩国、日本、印度和其他南亚国家。总的来说,自1990年以来,该地区的氮氧化物排放量增加了两倍。与此同时,在美国东部,热浪——在过去几十年里变得越来越频繁——将被污染的空气困在原地,导致当地产生的臭氧暂时上升。

这项研究解释了为什么黄石国家公园和其他远离城市地区的西部公园的春季臭氧水平在过去的四分之一世纪里有所上升。根据这项研究,在此期间,国家公园的春季臭氧水平上升了5到10亿分之一(ppb),考虑到联邦臭氧标准是70 ppb,这是很重要的。

该研究的作者表示,来自亚洲的污染可能会使这些地区难以达到联邦臭氧标准。普林斯顿大学大气与海洋科学项目的研究学者、GFDL的科学家林梅云(音译)说:“亚洲不断增加的排放增加了本底臭氧,在违反联邦标准之前,给当地臭氧生产留下的空间越来越小。”

林的合著者是同样来自GFDL的Larry Horowitz;美国环境保护署的理查德·佩顿和盖尔·托尼森;以及哥伦比亚大学地球与环境科学系的拉蒙特-多尔蒂地球观测站的阿琳·菲奥雷。

利用臭氧测量和GFDL开发的气候模型,作者确定了来自亚洲的污染是春季美国西部国家公园臭氧上升的原因,当时风和天气模式将亚洲污染推向太平洋。在夏季,当这些天气模式消退时,国家公园的臭氧水平仍然高于美国臭氧前体减少的预期水平。

林说,虽然十多年来人们都知道亚洲的污染对美国的臭氧水平有影响,但这项研究是第一次对亚洲排放增加对美国臭氧水平的影响程度进行分类。

在美国东部,亚洲污染是造成烟雾的一个次要因素,控制氮氧化物排放在降低臭氧水平方面取得了成功。然而,极端炎热和干旱的时期会使该地区的污染加剧,使糟糕的臭氧天气更加严重。与1988年和1999年的热浪相比,2011年和2012年的热浪期间,区域氮氧化物排放的减少缓解了臭氧的积累。根据这项研究,由于全球气候变化,热浪似乎在增加,美国东部的烟雾可能会恶化。

GFDL开发的气候模型可以帮助研究人员预测未来的雾霾水平,从而为成本高昂的污染控制措施提供成本效益分析。研究人员将GFDL-AM3模型的结果与监测站在过去35年(1980年至2014年)期间的臭氧测量结果进行了比较。

先前使用全球模型的研究与西部国家公园测量到的臭氧增加情况不太匹配。林和合著者通过将分析范围缩小到气流主要来自太平洋的日子,从而能够匹配测量结果。

模拟空气污染的来源可以帮助解释在国家公园测量到的臭氧来自哪里,林解释说。她说:“该模型使我们能够将观测到的空气污染分成由不同来源驱动的成分。”

该团队还研究了其他对地面臭氧产生影响的因素,比如牲畜和野火产生的全球甲烷。野火排放对美国西部臭氧增加的贡献不到10%,甲烷贡献约15%,而亚洲的空气污染贡献高达65%。

林说,这些新发现表明,在设计策略以满足美国臭氧空气质量目标时,有必要从全球的角度来看。

科罗拉多大学(University of Colorado)和美国国家海洋和大气管理局(NOAA)地球系统研究实验室(Earth System research Laboratory)的资深研究科学家欧文·库珀(Owen Cooper)熟悉目前的研究,但没有直接参与,他表示,进口污染对美国实现空气质量目标的能力产生的负面影响并非完全出乎意料。库珀说:“20年前,科学家们首次推测,亚洲排放量的增加有一天会抵消美国国内臭氧的减少。”“这项研究利用了超过25年的观察和详细的模型预测,全面证明了这些早期预测是正确的。”

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故事来源:

材料所提供的普林斯顿大学。凯瑟琳·赞多内拉原创。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 林美云,Larry W. Horowitz, Richard Payton, Arlene M. Fiore, Gail Tonnesen。1980年至2014年美国地表臭氧趋势和极端:量化亚洲排放上升、国内控制、野火和气候的作用大气化学与物理, 2017;17 (4): 2943 doi:10.5194 / acp - 17 - 2943 - 2017

引用此页

普林斯顿大学。“研究表明,亚洲污染和热浪加剧了美国的雾霾。”《科学日报》。科学日报,2017年3月1日。< www.koonmotors.com/releases/2017/03/170301084930.htm >。
普林斯顿大学。(2017年3月1日)研究显示,亚洲污染和热浪加剧了美国的雾霾。《科学日报》。2023年6月18日检索自www.koonmotors.com/releases/2017/03/170301084930.htm
普林斯顿大学。“研究表明,亚洲污染和热浪加剧了美国的雾霾。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2017/03/170301084930.htm(2023年6月18日访问)。

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