没想到吧，雾霾还跟北极有关

最新的研究表明，如果北极的温度在夏天更高，那年冬天中纬度地区的霾会更重。这一发现可能是烟雾的早期预警。

■我们的记者齐鲁

你还记得去年夏天北极圈罕见的高温吗？那次达到了32摄氏度。你还记得刚刚过去的冬天，北京经常有烟雾，仅去年11月，北京、天津、河北及周边地区就有四次严重的污染天气过程吗？

科学家已经将这两件看似无关的事情联系起来。3月7日，北京师范大学全球变化与地球系统科学研究所的赵传锋教授和其他人在《气候动力学》上发表了一篇研究论文，告诉我们北极和雾霾实际上是一对“爱与杀”。

烟雾导致北极变暖

赵传峰对北极和霾的研究可以追溯到十多年前。

人们普遍认为二氧化碳等温室气体会导致极地变暖。当这一常识得到巩固时，很少有人会想到除了温室气体之外还有什么物质会使北极变暖。

2006年，同样是美国犹他大学博士生的赵传峰首次发现，除了温室气体，气溶胶(霾)是导致极地变暖的另一个重要因素。相关论文发表在《自然》杂志上。

回到北京师范大学后，赵传锋深化了研究，揭示了气溶胶对北极冬春季节的强烈增温效应。相关结果发表在2015年《地球物理研究通讯》上。

这项研究发现，来自中美、北美、欧洲和亚洲的大量霾对北极气候变暖的“贡献”不亚于温室气体。

“北极的云很浅。地球热量辐射的长波穿过云层后，地球表面的温度应该会更低。然而，大量雾霾(一种小颗粒气溶胶)的出现导致了更多的云滴、更小的颗粒尺寸和更大的光学厚度。地面上的长波很少通过云层向外辐射，而是被云层保留在地面大气中，形成良好的隔热效果。”赵传锋解释道。

这一研究成果不仅被科学家广泛引用，而且被美国、法国、挪威等国家作为制定污染控制政策的科学依据。

然而，赵传锋的好奇心并没有得到满足。他开始怀疑:雾霾对北极变暖有影响，那么反过来，北极变暖会对雾霾有什么影响呢？它会影响中纬度地区的大范围环流进而影响烟雾吗？

北极变暖，烟雾加剧

赵传峰带领团队分析了1979年至2016年期间北极地区(北纬67.5度以北)的地表温度与中纬度地区(北纬30-60度)的气溶胶光学厚度(AOD)之间的相关性。

结果表明，除了变暖趋势外，北极还存在两次周期性变化，分别为7年和12年左右。中纬度地区的气溶胶也有7-9年和11-13年的周期变化。这两个周期基本一致，具有一致性。

“事实上，空气污染更多地取决于当地的影响。短期影响可能是排放或天气，但如果是长期影响，比如一两年，那将是气候影响。因此，我们主要着眼于大的周期性变化，从气候波动中寻找规律。”赵传锋说道。

除了周期性变化的一致性之外，这项研究还有一个有趣的发现:如果北极夏季(5月和6月)温度相对较高，那么当年冬季(12月至明年2月)中纬度地区的霾将会相对严重。

那么，这种效应是如何产生的呢？赵传锋说，中纬度的风场受北极环流的影响。北极变暖后，极地地区的闭环环流不会轻易被强力打破。因此，来自中纬度北部的风速将降低，这不利于污染物的扩散。

至于影响的滞后，他认为，这是因为能量有一个储存过程。夏天，北极海冰融化，海洋温度上升，能量储存在海洋中，只有在冬天才会释放。

天气只是一个辅助条件。

赵传峰和其他研究人员高度评价了北极变暖和中纬度污染之间的遥远联系。他们认为这种研究方法是新颖的，更重要的是，能够与大规模环流对当地空气质量的影响产生共鸣。

到目前为止，赵传锋关于北极和雾霾之间密切关系的研究已经结束。稍后，他将带领团队使用该模型进一步验证现象背后的机制。

"观察和模型相互印证."赵传锋说，“目前我们只提出了一个解释。可能还有其他解释。使用模型可以帮助我们找到更多的机制。”

"在排放源变化不大的情况下，我们的研究可以作为预警."然而，赵传锋强调，天气只是霾发生的辅助条件。

他说，中国的雾霾成因复杂多样，各种因素“促成”了雾霾的发生和发展，这是各种因素交织的结果。具体到每个过程，烟雾主导的影响因素可能不同。

在污染排放不特别严重的情况下，只要天气条件好，就不会形成霾。如果排放已经非常严重，气象条件的影响反映在霾的持续时间和最大强度上。

因此，赵传锋指出，控制雾霾的最好方法总是在源头。

相关论文信息:https://doi.org/10.1007/s00382-019-04706-3

中国科学杂志(2019-03-13第三版综合)