COVID-19封锁:以独特视角审视大气污染对喜马拉雅冰雪变暗的异质性影响
在气候变化的影响下,喜马拉雅山的冰雪近几十年来退化速度在加快,但冰雪表面的矿物尘、黑碳和有机碳在内的吸光颗粒吸收太阳能量,由此产生的对雪的辐射强迫(RFSLAPs)在很大程度上也促进了冰川的退化,这些吸光颗粒很大一部分来自于人类排放,然而,人为污染物排放是如何通过运输影响喜马拉雅地区的RFSLAPs,目前尚不清楚。新冠疫情创造了一个自然实验环境,2020年3月25日至5月31日的印度全国封锁减少了经济和交通活动,排放的吸光颗粒物大幅减少。
北京师范大学地理科学学部张立强研究团队利用来自中分辨率成像光谱仪和臭氧监测仪器的多个卫星数据,以及一个耦合的大气-化学-雪模型(GEOS-Chem-SNICAR),探究印度半岛颗粒污染短时大幅减少对消融的影响。研究表明,与2017年-2019年相比,喜马拉雅地区2020年4-5月份吸光颗粒对雪的辐射强迫同比减少了7.85 W/m2(图1),其中71.6%归因于印度疫情封锁期间人类排放颗粒物的减少,喜马拉雅东部的RFSLAPs对印度人类活动的变化更敏感,而西部和中部,尤其是西部,更多受到来自于中亚的自然源粉尘的影响(图2)。封锁导致的辐射强迫的减少可能已经阻止了27百万吨的冰雪融化。研究结果强调了印度人为排放对喜马拉雅山冰雪消退的贡献。
图1青藏高原2020年RFSLAPs与2017-2019年同期差值,A)为印度封锁期间,B)为印度封锁前
图2 2020年4月与2019年4月喜马拉雅地区RFSLAPs差值,A)和B)分别来着于MODDRFS-RFSLAPs数据和GEO-CHEM-SNICAR模拟,C)和D)分别代表GEO-CHEM-SNICAR模拟结果中由人类排放变化导致的和气象因素导致的RFSLAPs的变化
研究成果以“The COVID-19 lockdown: a unique perspective into heterogeneous impacts of transboundary pollution on snow and ice darkening across the Himalayas”为题在发表在PNAS NEXUS 第2期。北京师范大学在读博士生侯正阳、李洋为第一作者,张立强教授为通讯作者,合作作者包括北京师范大学宋长青教授、中国科学院地理科学与自然资源研究所周成虎院士、北京大学林金泰教授、北京师范大学渠瀛副教授、高培超副教授,中国地质大学王跃宾副教授,以及北京师范大学硕士生姚昕。本研究受第二次青藏高原综合科学考察研究(2019QZKK0608 和 2019QZKK0604)·资助。