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来自研究机构

灰尘抑制了反照率效应,刺激了喜马拉雅山高处的融雪

从非洲、中东吹来的微尘对气候产生了巨大影响

日期:
2020年10月5日
来源:
美国能源部/太平洋西北国家实验室
简介:
研究人员表示,吹到喜马拉雅山西部高山上的灰尘是加速那里积雪融化的一个比以前认为的更大的因素。这是因为灰尘——喜马拉雅山上有很多灰尘——吸收阳光,加热周围的雪。
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完整的故事

研究人员在10月5日发表的一项研究中表明,吹到喜马拉雅山脉西部高山上的灰尘是加速那里积雪融化的一个比以前认为的更大的因素自然气候变化

这是因为灰尘——喜马拉雅山上有很多灰尘——吸收阳光,加热周围的雪。

美国能源部西北太平洋国家实验室的大气科学家云钱说:“事实证明,从非洲和亚洲部分地区吹来的数百英里外的灰尘降落在非常高的海拔地区,对这个地区的雪循环产生了广泛的影响,这里是地球上最大的冰雪群之一。”

Qian和Chandan Sarangi曾是PNNL的博士后,现在在印度马德拉斯的印度理工学院工作,他们是这项研究的通讯作者。

在东南亚,以及中国和印度的部分地区,有超过7亿人依靠喜马拉雅山脉的融雪来满足他们夏季和初秋的大部分淡水需求,这使得科学家们迫切需要找出影响该地区早期融雪的因素。

在一项由美国国家航空航天局资助的研究中,科学家们分析了一些迄今为止拍摄的喜马拉雅山最详细的卫星图像,以测量气溶胶、海拔和表面特征,如积雪上是否存在灰尘或污染。

灰尘、烟灰、太阳和雪:反照率效应

雪上或雪中的深色物体比纯白色的雪更有效地吸收阳光,纯白色的雪的反射率很强,在阳光明媚的日子里,雪会使人失明。但是,在吸收阳光的物体附近的雪——就像一辆深色汽车上的雪,车顶部分暴露在外——比原始的雪加热和融化得更快。

科学家们用“反照率”这个词来讨论一个表面反射阳光的情况。脏雪的反照率低,而纯雪的反照率高。灰尘和烟尘降低了雪的反照率,导致雪吸收更多的光,加速了雪的升温和融化。

高海拔地区的反照率效应对数百万依靠融雪获得饮用水的人的生活至关重要。颜色更深、更脏的雪比纯雪融化得更快,改变了融雪的时间和数量,影响了农业和生活的其他方面。

脏雪的强大影响

研究小组发现,在海拔4500米以上的地区,与烟尘和其他形式的污染(即黑碳)相比,粉尘在融雪中的作用要大得多。在此之下,黑碳占主导地位。

这对科学家来说是一个惊喜,他们注意到更多的研究探索了黑碳在融雪中的作用,而不是灰尘。

沙尘从西方吹进喜马拉雅山脉西部——从印度西北部的塔尔沙漠,从沙特阿拉伯,甚至从非洲的撒哈拉沙漠。这些尘埃从数千英尺高的高空吹来,科学家们称之为高空气溶胶层。

虽然沙漠沙尘是自然的,但科学家们说,它在喜马拉雅山脉的普遍存在并非没有人类的影响。不断升高的气温改变了大气环流,影响了可以携带数百或数千英里灰尘的风。不断变化的土地利用模式和不断增加的开发减少了植被,释放了原本会束缚在土地上的灰尘。

钱是最早开发复杂建模工具来分析灰尘和煤烟等杂质如何影响雪融化速度的科学家之一。十多年前,他在美国西部的山区做了这项早期工作。

钱说:“这些结果很可能适用于其他高山链,包括北美的落基山脉、山脉和喀斯喀特山脉,以及亚洲的一些山脉,如高加索山脉和乌拉尔山脉。”

该研究的大部分数据来自多个NASA仪器获得的卫星图像,包括NASA的云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测(CALIPSO)、OMI(臭氧监测仪器)和MODIS(中分辨率成像光谱仪)。这些仪器可以探测大气中的尘埃和其他气溶胶,并在地球上空数百英里处测量积雪覆盖率和反照率。有了这些和其他来源的数据,PNNL团队对工作过程进行了广泛的计算机建模。

有持久力的灰尘

科学家们指出,尘埃颗粒通常比黑碳在雪中停留的时间更长。灰尘通常稍大一点;它不容易被雪吹走,也不容易从雪中掉下来。而且还有很多。

“喜马拉雅山西部的积雪正在迅速消退。我们需要了解为什么会发生这种情况,我们需要了解其影响,”萨兰吉说。“我们已经证明,灰尘可能是加速融雪的一个重要因素。该地区数亿人依赖雪作为饮用水——我们需要认真考虑灰尘等因素,以了解发生了什么。”

钱指出,随着气候变暖,雪线升高,科学家们预计,在喜马拉雅地区,灰尘的作用将变得更加明显。喜马拉雅地区是除了北极和南极地区之外,地球上最大的冰雪区域。

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故事来源:

材料所提供的美国能源部/太平洋西北国家实验室。汤姆·里奇原创。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。


期刊引用

  1. 萨兰吉,C,钱,Y.,里特格,K.等。灰尘主宰着亚洲高山地区的高海拔积雪变暗和融化Nat,爬。张。, 2020 doi:http://dx.doi.org/10.1038/s41558-020-00909-3

引用此页

美国能源部/太平洋西北国家实验室。“灰尘抑制了反照率效应,刺激了喜马拉雅山高处的融雪;从非洲、中东吹来的斑点对气候产生了巨大影响。”《科学日报》。《科学日报》,2020年10月5日。< www.koonmotors.com/releases/2020/10/201005112133.htm >。
美国能源部/太平洋西北国家实验室。(2020年10月5日).灰尘抑制反照率效应,刺激喜马拉雅山脉高处的融雪:从非洲、中东吹来的斑点对气候产生巨大影响。《科学日报》。2023年6月20日检索自www.koonmotors.com/releases/2020/10/201005112133.htm
美国能源部/太平洋西北国家实验室。“灰尘抑制了反照率效应,刺激了喜马拉雅山高处的融雪;从非洲、中东吹来的斑点对气候产生了巨大影响。”《科学日报》。www.koonmotors.com/releases/2020/10/201005112133.htm(2023年6月20日访问)。

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