Kan dårlig luftkvalitet dække effekter af global opvarmning?

I løbet af det 20. århundrede, gennemsnitstemperaturen i det kontinentale USA steg med næsten 1 grad Fahrenheit (0,5 grader Celsius) - overalt, det er, undtagen i Sydøst. Der, indtil 1980'erne, temperaturen faldt faktisk lidt. Klimaforskere kaldte dette særegne fænomen for "opvarmningshullet, "og det var årsagen til mange spekulationer. Men begyndende i 1990'erne, temperaturerne i sydøst begyndte at varme igen, og i begyndelsen af ​​det 21. århundrede er denne opvarmning accelereret.

En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Fjernbetjening viser, at en betydelig forbedring af luftkvaliteten i regionen kan have bidraget til, at varmehullet forsvandt efter omkring 1990 - og at andre forurenede regioner uden for USA, såsom Kina og Indien, kan opleve det samme fænomen.

En vigtig faktor for dårlig luftkvalitet er luftbårne aerosoler - små støvpartikler, sod fra træfyring, forbrænding af kul og olie, eller sulfater dannet af forstadier til gasser fra fabrikker og biludstødning for at nævne nogle få kilder. Aerosoler kan sænke temperaturen ved at dæmpe sollys på Jordens overflade og ved at øge mængden og levetiden for skyer, som reflekterer sollyset tilbage i rummet.

Efter at opvarmningshullet på mystisk vis forsvandt, forskellige undersøgelser foreslog mulige årsager:ændringer i skydække, nedbør eller mængden af ​​aerosoler, der dannes ved luftforurening. I 2006, U.S. Environmental Protection Agency (EPA) begyndte at implementere en strengere grænse for koncentrationen af ​​aerosolpartikler mindre end omkring 1/10, 000th af en tomme (2,5 mikrometer) i diameter. For at overholde forordningen, mange amerikanske elværker og industrivirksomheder begyndte at reducere deres brug af kul og installere filtre for at reducere emissioner.

En lignende ændring i temperaturudviklingen skete i Europa i 1980'erne, efter at nye regler forbedrede luftkvaliteten der. Fordi reducerede koncentrationer af aerosolpartikler tillader mere sollys at nå Jordens overflade, forskerne antog, at forbedringerne i amerikansk luftkvalitet også kunne være ansvarlige for temperaturændringen i sydøst.

For at teste denne hypotese, et team ledet af Mika Tosca, en forsker ved NASA's Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Californien (som nu er fra School of the Art Institute of Chicago), brugte tre overfladetemperatur datasæt. Datasættene blev udarbejdet af University of Delaware, University of California (UC) i Berkeley, og Global Historical Climatology Network (som samler overfladetemperatur og nedbørdata). De brugte også aerosoldata fra to satellitinstrumenter:Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) instrumentet på NASAs Terra-satellit, lanceret i 1999, og Cloud-Aerosol Lidar med Orthogonal Polarization (CALIOP) på Cloud-Aerosol Lidar og Infrarød Pathfinder Satellite Observations (CALIPSO) satellit, en fælles mission mellem NASA og det franske rumagentur, CNES, lanceret i 2006.

Dataene viser, at mellem 2000 og 2015, mens sommertemperaturerne i det sydøstlige USA steg med cirka 1,5 grader Fahrenheit (0,75 grader Celsius), betydeligt hurtigere end stigningen i det kontinentale USA i løbet af det 20. århundrede, mængden af ​​sommer aerosoler faldt samlet med omkring 20 procent, med et meget stejlere fald efter 2007. Tidspunktet for dette fald faldt sammen med implementeringen af ​​de nye EPA -standarder.

For at hjælpe med at bestemme, hvor meget af temperaturændringen der blev forårsaget af ændringerne i aerosoler, Tosca og kolleger brugte en model, der simulerer, hvordan solens energi bevæger sig gennem Jordens atmosfære, ved hjælp af MISR og CALIOP satellitdata som input. Stigningen i sollys vist i modelresultaterne matcher godt med daglige målinger foretaget på en National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) overvågningsstation for solstråling i Goodwin Creek, Mississippi, tyder på, at faldet i aerosoler er en plausibel forklaring på det meste af forsvinden af ​​opvarmningshullet.

Tosca erkender, at forbindelser mellem aerosoler og skyer også kan spille en rolle. Det næste trin ville være at køre en mere sofistikeret klimamodel, der tager hensyn til skyer og aerosolernes virkninger på dem. Teamet vil også gerne anvende denne form for analyse til andre områder med høje luftforureningsniveauer, såsom Kina og Indien. De antager, at disse områder kan have deres egne "varmehuller" - regioner, hvor virkningerne af klimaændringer dæmpes af de høje koncentrationer af aerosoler i atmosfæren. Hvis disse områder reducerer luftforureningen i fremtiden, de kan også opleve et pludseligt temperaturspring.

"Samlet set, målet er mere præcist at forudsige, hvad der vil ske med vores planet, "Tosca sagde." Denne form for observationsbaseret forskning giver os bedre modeller, bedre modeller giver os bedre prognoser, og bedre prognoser muliggør bedre politik. "

Undersøgelsen har titlen "Attributing Accelerated Summertime Warming in the Southeast United States to Recent Reduction in Aerosol Burden:Indications from Vertically-Resolved Observations."