通過比對船舶移動軌跡與它們的廢氣排放造成的云層變化,研究人員發(fā)現(xiàn)這兩者之間存在著密切的關(guān)聯(lián)。
船舶燃燒化石燃料時會釋放出懸浮粒子,其中含有多種天然存在的化學(xué)物質(zhì),例如硫。這些懸浮粒子能夠改變某些類型的云團狀態(tài),進而影響氣候變化。進一步了解這些粒子尤其是含硫成分如何影響云團可以幫助科學(xué)家創(chuàng)建更加準確的氣候模型,還可以幫助航運業(yè)監(jiān)管機構(gòu)監(jiān)測船舶廢氣中的硫成分。
在近期發(fā)表于國際著名期刊《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)上的一篇報告中,研究人員還利用衛(wèi)星追蹤來展示限硫法規(guī)的影響,結(jié)果顯示在排放控制區(qū)內(nèi)船舶對云團的影響大大降低了。
這個信息可用以來建立云團性質(zhì)與船舶燃料硫成分之間的聯(lián)系。更重要的是,它還可以幫助業(yè)界監(jiān)測即將生效的限硫法規(guī)合規(guī)情況。
船舶排放的廢氣含有多種化學(xué)物質(zhì),包括硫酸鹽氣溶膠,即硫和氧的細小顆粒。這種氣溶膠就像“種子”一樣,水滴會在它們周圍聚集,導(dǎo)致云團性質(zhì)發(fā)生改變,衛(wèi)星剛好能夠捕捉到這種變化。
這意味著船舶能夠改變云團,它們航行時會在身后的云層中留下一道線條——通常稱之為船舶軌跡。不過,究竟這些氣溶膠會如何改變云團性質(zhì),目前還沒有確切的答案。這方面的知識非常重要,因為受船舶廢氣影響的云團種類也能夠影響氣候變暖的進程,因此它們也需要在氣候模型中體現(xiàn)出來。
氣溶膠有很多種來源,比如工廠和汽車,但是人們很難將這類產(chǎn)物與云團變化進行比對,因為其中還涉及很多其他因素。然而有了船舶軌跡,它們之間的關(guān)系就更加明確了,研究人員也更容易找出氣溶膠與云團之間的聯(lián)系。
倫敦帝國理工學(xué)院物理部門首席研究員Edward Gryspeerdt博士表示:“船舶軌跡好比是一場我們無法通過其他形式來開展的實驗,我們不可能向大氣中注入如此大規(guī)模的氣溶膠,然后來觀察會發(fā)生什么。但是,限制船舶廢氣的含硫量能為我們提供一個完美的實驗情景,讓我們能夠判斷氣溶膠在云團形成中的重要性。通過分析分析衛(wèi)星得到的大量船舶軌跡數(shù)據(jù),我們可以看到在限制硫排放的地方,這些軌跡大體上消失不見了,這說明了氣溶膠的影響之大。”
該團隊研究了17000多條衛(wèi)星觀察得來的船舶軌跡,并利用船上GPS設(shè)備將它們與每艘船的移動情況進行了比對。研究覆蓋到了北美、北海、波羅的海以及英吉利海峽等地區(qū)的排放控制區(qū),這些地區(qū)要求船舶燃油硫含量不得高于0.5%,船舶廢氣中的硫酸鹽氣溶膠含量也會相應(yīng)降低。
研究人員發(fā)現(xiàn),在相同的天氣條件下,這些地區(qū)的船舶軌跡與實施硫含量限制之前比幾乎完全消失了。這表明,與黑炭等其他船舶廢氣成分相比,硫酸鹽氣溶膠對云團的形成影響最大。研究結(jié)果還意味著,一艘船如果不符合法規(guī)要求,在缺乏廢氣處理措施的情況下繼續(xù)燃燒高硫燃油,它就會被檢測出來,因為在衛(wèi)星觀測中可以清晰地看到云團性質(zhì)的差異。
倫敦大學(xué)學(xué)院能源研究所的Tristan Smith博士表示:“目前,監(jiān)管機構(gòu)很難知道船舶在大海中做了什么。無法探查2020限硫令不合規(guī)行為對航運公司而言是一個很大的風(fēng)險,因為那些不合規(guī)的公司會借機占便宜。此次研究顯示科學(xué)和技術(shù)能夠極大地提升航運業(yè)透明度,幫助負責(zé)人的運營商降低風(fēng)險,減少不公平的現(xiàn)象。”
除了探索如何利用這個方法識別不合規(guī)船舶之外,研究團隊還期望更加準確地了解船舶燃油成分與船舶軌跡之間的關(guān)聯(lián),以便更加準確地預(yù)測更大范圍下硫酸鹽氣溶膠對云層形成的影響。
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