佛罗里达州立大学研究人员研究船舶气溶胶如何影响云层形成和气候变化

当船舶穿越海洋时，它们的排放物与大气相互作用，影响云层，这一过程可以改变它们反射的阳光量，并降低它们形成的地方的温度。

助理教授迈克尔·戴蒙德

佛罗里达州立大学地球、海洋和大气科学系助理教授迈克尔·戴蒙德(MichaelDiamond)领导的一项新研究调查了船舶排放物中排出的不同颗粒(称为气溶胶)如何影响云的形成，以及技术是否可以利用这种现象来帮助减少气候变化的影响。

工作原理：

从事全球贸易的船舶排放的废气中含有硫或碳​​的微小颗粒。这些粒子通过充当水蒸气在其周围凝结的平台来帮助形成云，形成低洼的高反射云，称为船迹。

2020年，联合国国际海事组织实施了大幅削减船舶燃料中硫含量的规定。减少从烟囱中涌出的硫酸盐颗粒量可以改善空气质量，但也会产生第二个意想不到的后果：船迹云减少。

科学家们早就知道污染颗粒对大气有冷却作用，但量化这种影响并将其与其他事物(例如天气模式或陆地排放混合)区分开来是很困难的。

由于它们在统一的天气模式中发生局部变化，船舶轨迹提供了一个自然的实验来了解不同污染颗粒对云形成的影响。

戴蒙德说：“与船迹中形成的云相比，在船迹旁边形成的云正在经历相同的天气状态，因此我们在云中看到的任何变化都可以归因于污染本身。”。

研究目标：

研究人员正在将2020年法规生效之前常见的富含硫排放物形成的云与现在更常见的主要由碳基污染形成的云进行比较。

他们将回答有关气溶胶对云形成频率、覆盖面积和厚度的影响的问题。

研究团队将利用机器学习来分析卫星捕获的数千条单独的船舶轨迹。之前的工作依赖于手动识别全球卫星图像中的轨迹。他们还将使用统计技术来独立估计所有船舶的轨迹如何共同改变欧洲和亚洲之间主要航道上的长期平均云特性。

戴蒙德说：“科学家们很难研究这一问题的原因之一是，相关的事情一直在纳米尺度和数千公里尺度上发生。”“无论是通过我们的计算机建模还是通过可以同时捕获所有这些的观察，都很难建立一个一致的框架。我们的目标是将这些方法结合起来，更全面地了解不同气溶胶如何影响它们所创造的云的特性。”

该项目涉及使用计算机模型来扩展他们的发现，调查如果船舶排放盐颗粒而不是硫或碳，会形成什么样的云。向大气中喷洒盐水以人工播种云，这一提议被称为海洋云增亮，是降低全球气温的潜在工具。

为什么重要：

2020年法规之后船舶轨迹的减少可能是2023年观察到的一些极端高温异常现象的原因，特别是在北大西洋和太平洋等地区。了解不同船舶轨迹的形成方式和原因将有助于监管机构预测未来排放变化的潜在影响。

检查假设的盐雾器的效果及其作为气候工程工具的潜力将有助于检查它们是否是减少全球变暖影响的值得投资。

参与人员：

戴蒙德领导的团队包括来自佛罗里达州立大学、马里兰大学巴尔的摩县地球系统技术联合中心、美国宇航局以及科学系统和应用公司的研究人员。

资金来自哪里：

国家海洋和大气管理局气候项目办公室正在为这个736,494美元的项目提供资金。