大气中有多少粗尘？

尘埃是地球气候系统的重要组分。当它与云、海洋以及太阳辐射相互作用时，会对地球上的生命系统产生全面影响。大气中的两类尘埃均来自干燥地区，它们在高速风的作用下离开了地面。其中，细尘像云一样有散射作用，会使大气温度降低，而起源于撒哈拉沙漠等地的粗尘则体积更大，与温室气体一样，会使大气变暖。

准确地知道大气中有多少粗尘非常重要。在它的帮助下，我们不仅可以了解受尘埃影响的大气现象（如降雨），还可以知晓尘埃使地球变暖的程度。

近日，加州大学洛杉矶分校的科学家在《科学进展》杂志发表论文称，地球大气中的粗尘数量实际上是目前的气候模型模拟结果的四倍。也就是说，大气中含有1700万吨粗尘，相当于1700万头大象的重量或所有美国人体重的总和。

“为准确地呈现尘埃对地球系统的整体影响，气候模型中必须包含对大气中粗尘数量的精确计算结果。”论文第一作者、加州大学洛杉矶分校大气和海洋科学系博士后研究员Adeyemi Adebiyi说，“通过将这些缺失的粗尘‘塞进’模型里，一种可能性增加了，即尘埃——包括细粒和粗粒——正在使地球的气候系统变暖。”

粗尘颗粒会同时吸收来自太阳的辐射和地球反射回的辐射，加热整个地球气候系统。它们还会影响大气的稳定性和环流，从而影响飓风等大气现象。

在这项研究中，Adebiyi与加州大学洛杉矶分校大气和海洋科学副教授Jasper Kok合作，分析了数十篇已发表的观察报告，确定了大气中粗尘的实际数量。此外，他们还将这些报告和6种广泛使用的全球大气模型进行了比较。

“当我们将自己的结果与气候模型预测结果进行比较时，立即发现了两者之间的巨大差异。”Kok说，“最先进的气候模型得到的模拟数据也只有400万吨，而我们的结果是它的四倍多。”

此外，Adebiyi和Kok发现，粗尘离开大气的速度比气候模型预测的要慢。当有尘埃存在时，空气有更剧烈的混合倾向。他们说，以撒哈拉沙漠为例，空气和沙尘以某种方式混合在一起，将沙尘向上推。这样可以对抗重力，让沙尘在空气中停留的时间更长。而由于尘埃颗粒在大气中停留的时间更长，其最终移动距离会比模型预测或理论计算更远。例如，从撒哈拉吹来的沙尘颗粒可以在大气中飞行数千英里，最远可以到达加勒比海和美国。

当沙尘最终进入海洋时，它可能会刺激海洋生态系统，增加海洋吸收的二氧化碳量。鉴于粗尘与太阳辐射和云之间的作用方式，这也会对降雨量产生重要影响。

科界原创编译：Max审稿：alone责编：雷鑫宇

期刊来源：《科学进展》

期刊编号：2375-2548

原文链接：https://phys.org/news/2020-04-earth-atmosphere-dustier-previously-believed.html