港浸大主导的研究发现北极放大效应导致沙尘减少

港浸大主导研究发现北极放大效应导致尘埃减少，并提出持续防沙治沙措施

2024年3月26日，星期二

由香港浸会大学（港浸大）主导的研究团队发现，与全球变暖相关的北极放大效应加剧，导致大气环流发生变化，这是过去二十年来西亚和南亚尘埃水平下降的根本原因。然而，这一现象是可逆的，随着全球持续努力对抗全球变暖，该地区的尘埃水平未来可能会再次上升，这表明从长远来看，需要采取持续的防沙治沙措施来减少尘埃排放。

研究成果已发表于国际学术期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS）。

尘埃对健康和经济的影响

在干旱地区，强风会形成高浓度的尘埃气溶胶——尘埃、盐分、细菌和有毒金属的混合物——污染环境。尘埃气溶胶可通过大规模大气环流在全球范围内传播，影响大片区域。它们还对空气质量、粮食安全、能源供应、公众健康以及区域和全球天气气候产生负面影响。

西亚和南亚（涵盖中东和印度次大陆）的尘埃负荷是当地强烈排放和大气环流远距离传输造成的主要环境问题。根据联合国亚洲及太平洋经济社会委员会的数据，沙尘暴导致印度超过5亿人暴露在中等至高程度的空气污染中，仅在2019年就造成了超过1.07亿美元的经济损失。然而，人们对这一现象的近期变化和未来预测仍缺乏深入了解。

北极放大效应导致尘埃水平下降

研究此课题的团队由港浸大地理系教授高萌教授和中国科学技术大学刘程教授领导，港浸大地理系博士研究生范旺是主要成员之一。团队利用高质量的遥感数据和最新的气候模型，检测到2008年至2019年间西亚和南亚的尘埃水平持续下降。先前的研究主要将这种下降归因于区域降雨量增加以及土地管理做法和防沙治沙措施抑制了尘埃排放。然而，研究团队的分析表明，与北极放大效应相关的大气环流变化是造成这一状况的主要因素。

北极放大效应是指北极地区变暖速度比地球其他地区更快的现象。研究团队发现，北极放大效应削弱了位于极锋之上的强大上层风带——极地急流，使寒冷的极地空气能够更深入地南下。这种中纬度大气环流的扰动导致中东、南亚和印度洋地区出现东风和东南风异常。据观察，这些异常现象减少了从东北非向中东的尘埃传输。

研究团队还观察到，西亚和南亚主要尘埃传输区域的纬向风（在同一纬度上循环的风）呈下降趋势，这与海陆温度的区域差异相结合。这种温差加剧了类似海风的环流，部分导致了东风异常，并抑制了从中东到南亚的尘埃传输。

此外，大气环流的异常还可能扰乱水文循环和地面风，进而影响区域降水、土壤湿度、近地面风速和大气边界层稳定性。这些扰乱减少了尘埃排放，并促进了该地区的尘埃沉积过程。

需要制定可持续的防沙治沙计划

总之，西亚和南亚地区尘埃含量的减少是全球变暖的一个意外结果。随着国际社会共同努力遏制全球变暖，研究团队进一步利用模拟模型预测了未来的情景。他们发现，西亚和南亚地区的尘埃含量预计将持续减少至大约2050年。然而，当2050年实现碳中和且全球变暖状况理应有所改善时，这两个地区的尘埃含量将在本世纪末趋于增加，到2100年时，将至少比没有实现碳中和的情景高出10%。