通過比對船舶移動軌跡與(yu) 它們(men) 的廢氣排放造成的雲(yun) 層變化,研究人員發現這兩(liang) 者之間存在著密切的關(guan) 聯。
船舶燃燒化石燃料時會(hui) 釋放出懸浮粒子,其中含有多種天然存在的化學物質,例如硫。這些懸浮粒子能夠改變某些類型的雲(yun) 團狀態,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雲(yun) 團可以幫助科學家創建更加準確的氣候模型,還可以幫助航運業(ye) 監管機構監測船舶廢氣中的硫成分。
在近期發表於(yu) 國際著名期刊《地球物理研究通訊》(Geophysical Research Letters)上的一篇報告中,研究人員還利用衛星追蹤來展示限硫法規的影響,結果顯示在排放控製區內(nei) 船舶對雲(yun) 團的影響大大降低了。
這個(ge) 信息可用以來建立雲(yun) 團性質與(yu) 船舶燃料硫成分之間的聯係。更重要的是,它還可以幫助業(ye) 界監測即將生效的限硫法規合規情況。
船舶排放的廢氣含有多種化學物質,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(hui) 在它們(men) 周圍聚集,導致雲(yun) 團性質發生改變,衛星剛好能夠捕捉到這種變化。
這意味著船舶能夠改變雲(yun) 團,它們(men) 航行時會(hui) 在身後的雲(yun) 層中留下一道線條——通常稱之為(wei) 船舶軌跡。不過,究竟這些氣溶膠會(hui) 如何改變雲(yun) 團性質,目前還沒有確切的答案。這方麵的知識非常重要,因為(wei) 受船舶廢氣影響的雲(yun) 團種類也能夠影響氣候變暖的進程,因此它們(men) 也需要在氣候模型中體(ti) 現出來。
氣溶膠有很多種來源,比如工廠和汽車,但是人們(men) 很難將這類產(chan) 物與(yu) 雲(yun) 團變化進行比對,因為(wei) 其中還涉及很多其他因素。然而有了船舶軌跡,它們(men) 之間的關(guan) 係就更加明確了,研究人員也更容易找出氣溶膠與(yu) 雲(yun) 團之間的聯係。
倫(lun) 敦帝國理工學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(men) 無法通過其他形式來開展的實驗,我們(men) 不可能向大氣中注入如此大規模的氣溶膠,然後來觀察會(hui) 發生什麽(me) 。但是,限製船舶廢氣的含硫量能為(wei) 我們(men) 提供一個(ge) 完美的實驗情景,讓我們(men) 能夠判斷氣溶膠在雲(yun) 團形成中的重要性。通過分析分析衛星得到的大量船舶軌跡數據,我們(men) 可以看到在限製硫排放的地方,這些軌跡大體(ti) 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多條衛星觀察得來的船舶軌跡,並利用船上GPS設備將它們(men) 與(yu) 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的排放控製區,這些地區要求船舶燃油硫含量不得高於(yu) 0.5%,船舶廢氣中的硫酸鹽氣溶膠含量也會(hui) 相應降低。
研究人員發現,在相同的天氣條件下,這些地區的船舶軌跡與(yu) 實施硫含量限製之前比幾乎完全消失了。這表明,與(yu) 黑炭等其他船舶廢氣成分相比,硫酸鹽氣溶膠對雲(yun) 團的形成影響最大。研究結果還意味著,一艘船如果不符合法規要求,在缺乏廢氣處理措施的情況下繼續燃燒高硫燃油,它就會(hui) 被檢測出來,因為(wei) 在衛星觀測中可以清晰地看到雲(yun) 團性質的差異。
倫(lun) 敦大學學院能源研究所的Tristan Smith博士表示:“目前,監管機構很難知道船舶在大海中做了什麽(me) 。無法探查2020限硫令不合規行為(wei) 對航運公司而言是一個(ge) 很大的風險,因為(wei) 那些不合規的公司會(hui) 借機占便宜。此次研究顯示科學和技術能夠極大地提升航運業(ye) 透明度,幫助負責人的運營商降低風險,減少不公平的現象。”
除了探索如何利用這個(ge) 方法識別不合規船舶之外,研究團隊還期望更加準確地了解船舶燃油成分與(yu) 船舶軌跡之間的關(guan) 聯,以便更加準確地預測更大範圍下硫酸鹽氣溶膠對雲(yun) 層形成的影響。
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