中国科学院地质与地球物理研究所的许冰研究员团队,利用封闭湖泊特别是高山封闭湖泊的沉积记录的粒度组成(图1),与人类排放密切相关并且在大气中滞留时间相对较长,能被远距离传输的金属元素(Pb, Sb),重建了过去180年来中国北方风力强度与大气污染物含量的变化(图2)。
研究结果显示:
(1)180年来,百年尺度上,风力强度具有逐渐减弱趋势,而在几十年尺度上,呈现出大约60年的周期变化;
(2)大气污染物含量与风力强度成反相关关系,如上世纪70-80年代,风力较强,大气污染物的含量低,不利于雾霾天气的形成,而在风力较弱时期,大气中污染物含量增加,有利于雾霾天气的形成;
(3)风力强度的持续降低与其周期变化的叠加,使近年来中国北方的风力强度达到了过去180年来的最低值,进而导致了严重的雾霾天气形成(图2)。这一特征在整个中国北部和东部具有广泛的代表性(图3)。
中国北方风力强度的变化与全球温度变化密切相关。随全球温度增高, 风力强度减弱(图4),从而导致大气污染物含量增加,有利于雾霾天气的形成。与之相比,大气污染物含量与我国人类污染物的排放量并非完全同步变化(图2)。这些证据表明,全球变暖导致的风力强度的降低,而不是人类排放的增加,是近年来中国雾霾天气形成的主要控制因子。根据风力强度的周期变化,未来30年中国北方的风力将会逐渐增加,有利于雾霾天气的缓解,但这一变化有可能被温室气体排放导致的全球增温、风力强度变弱所抵消。因此,节能减排仍是减缓中国雾霾天气的主要手段,而温室气体排放是个全球性问题,需要整个世界的共同努力。也就是说,中国雾霾天气问题不是区域性问题,而是一个全球性问题。
图4 180年来风力强度变化与大气温度、赤道海面温度、AMO及北极冰量变化对比。风力强度与大气温度和赤道海面温度呈同步变化,而超前于AMO的变化,而与北极冰量变化的关系不明显