天空的变化影响了科学观测

同样是大气中的“坏东西”，与臭名昭著的二氧化碳等温室气体不同，气溶胶在全球变暖中所起的作用至今还不明晰

1994年，还叫王靖雯的歌星王菲唱着：“我的天空/为何总灰的脸/但愿天空不再涂上灰的脸”。灰脸的天空，也许只是歌中的情境。但15年后，灰脸的天空上了《科学》杂志。

2009年3月13日出版的《科学》杂志刊出了一篇文章：《1973-2007年期间，全球陆地上空的澄净蓝天在减少》，文章作者、来自美国马里兰大学地理系的王开存博士指出：“自1973年以来天空变得越来越黯淡了。”

“世界上大部分地区天空的能见度在最近30年中降低了”，作者用大量精准的数据勾勒出了天空变暗的过程。透过这些来自全球各地3250个气象站35年间的气象能见度数据，人类发现自己正置身于一个日渐黯淡的世界中。

“非洲、澳大利亚和南亚（包括中国和印度）自1979年以来的变暗趋势尤其明显⋯⋯只有欧洲是个例外，自80年代中期开始，欧洲天空的能见度开始上升。”

能见度，简单地说就是在没有阻挡的情况下，你能看到的最远距离。它表示当地空气的“透明”程度。王开存解释说，能见度观测是气象台站每天的基本观测，这项指标和我们每天在天气预报中看到的一系列参数：温度、湿度、风力、风向等一样，都是气象站会得到的基本数据之一。

就在记者与王开存见面的不久前那个下午，天气晴好，北京市海淀区气象局的实时数据显示，14：00，当地能见度为11.0，意即：肉眼可见的最远水平距离为11.0公里。但这个指标并没有公开放在网站上，气象局工作人员向记者解释：“能见度的数据，通常是有重大需要时才会公开，比如召开奥运会时。”

复杂的气溶胶粒子

“仿佛全球变暖还不够糟糕，科学家们又说：这个星球正在变暗。”这是某外媒报道本次研究结果时所用的导语。

人们通常认为，天空还蓝不蓝，与我们关系不大。在天气预报中，只有出现浓雾、沙尘暴等灾害天气时，我们才会听到或者看到能见度这个词，它好像总是作为描述灾害严重程度的一个修饰词出现。

除了仰望星空时看到的星星更少了，黯淡的天空为我们的日常生活带来的直接影响似乎并不多。但让这个星球上的高等生物担心的也许是黯淡的原因，以及这些原因所预示的未来。这篇论文指出：天空变暗，能见度降低，是因为大气层中气溶胶粒子增加的缘故。

气溶胶粒子，是悬浮在大气中的许多固体和液体微粒的总称，大小通常只有0.1到10微米，这些小颗粒就是煤灰、硫酸盐等那些我们谈到空气污染时就会谈到的讨厌的东西。它们大多产生于化石燃料的燃烧过程，随着燃烧后的废气被排放到空气中⋯⋯对环境和居民身体健康而言，这些颗粒统统有害无益。

王开存关注气溶胶，起因并不是想要检测环境的污染程度。“气溶胶是地表能量平衡的一个重要参量。”这个拗口的句子，意思是：气溶胶对地球气候有相当大的影响。

气溶胶不仅对地球气候有较大的影响，而且还“比较复杂”。

同样是大气中的“坏东西”，与臭名昭著的二氧化碳等温室气体不同，气溶胶在全球变暖中所起的作用至今还不明晰。

王开存介绍说，气溶胶粒子分两类：含硫的颗粒物会将太阳辐射反射回太空；而由黑烟中的煤灰等颗粒构成的气溶胶，在反射太阳辐射的同时还会吸收一部分辐射。总体而言，我们只能说，“气溶胶令到达地面的太阳辐射变少”，而太阳辐射的变化会影响大气流动以及降雨。

水蒸气凝结在气溶胶粒子上才能形成小水滴，这些小水滴聚集在一起就形成了云，人工降雨操作时，便是向高空中撒播用作凝结核的碘化银。但凝结核却并非越多越好，进行人工消雨时，也会通过高空播撒过量碘化银令云层中的雨滴“长不大”，使云飘过预定区域再降雨。

空气中所含的水蒸气数量是一定的，如果气溶胶粒子多了，就相当于凝结核多了，形成的小水滴数量就会变多，每一个小水滴的体积相应就会变小。而降雨的产生是由于空气中的小水滴相互碰撞长大，水滴自身的重力大于空气浮力，水滴在地球重力作用下就会降落到地面。“现在凝结核多了，小水滴小了，碰撞形成大水滴的难度就会增加，这样就会导致地面降雨的减少”。

2007年3月初《科学》杂志的一篇以色列和中国研究人员合作的研究报告中就曾指出：严重的大气污染是山岳降水减少的罪魁祸首。他们发现：由人类活动产生、造成大气污染的颗粒物显著减少了华山地区的降雨和降雪量。

另外，王开存还指出：“气溶胶粒子越多，小水滴就越小，形成大水滴（降雨）的时间变长，这样更多的水滴就被直接蒸发掉了，也会导致地面降雨的减少。”

那么，我们是不是可以得出这样的结论：由于空气污染的加重，使得大气中的气溶胶增加，直接导致了地面降水量的减少—这是否可以解释目前地球上很多地区出现的严重干旱现象呢？

同为文章作者的美国马里兰大学地理系教授梁顺林认为，在某种程度上是有关联的，不过因为涉及因素太多，目前还不能完全下结论，需要具体情况具体分析。

全球黯化

1973年以来，在这个星球的表面，能见度在下降，气溶胶浓度在上升。

这个结论并不新鲜，早在1985年，日裔地理学家Atsumu Ohmura就在数据中发现，照射到地球上的太阳辐射值正在“显著”减少，这种现象被称作“全球黯化”（global dimming）。之后，陆续有研究者指出：全球各地黯化速率不等，黯化效应在大气的最上层不存在，只在最底层存在，且过去的40年中，我们所看到的天空亮度，每年降低2%~3%。

由于上述科学家们分析所用的数据不够全面，而且又都没有将这一黯化效应拓展到全球范围进行系统的分析与研究，所以并未引起普遍关注。英国的《卫报》在2003年的一篇报道中说：“没有人知道什么导致了‘全球黯化’，或者，这种黯化将预示着怎样的未来。事实上，大部分科学家压根没听说过这词儿。”

王开存说：“我觉得，这篇文章中最有意义的一点在于，让人们相信了能见度的变化可以有效衡量气溶胶浓度的变化。”

人们早就认识到气溶胶的重要性。但精确测量出气溶胶浓度却是件困难的事。“美国曾发射过两颗卫星，搭载有可以测量气溶胶的仪器。当然，还有一些在地面测量气溶胶浓度的方法，比如：找个气泵吸空气，把空气中的小微粒用细网隔出来，最后称重。这些方法拿到的数据都很有限。”

通过对几十个有确切气溶胶浓度地点的气溶胶浓度与能见度数据的详细分析，王开存发现：能见度可以很好地衡量当地的气溶胶浓度，这位科学家认为：“这才是文章被承认和接受的关键。”找到了“能见度”与气溶胶浓度的关联，是这篇文章的高明之处。

这样，就能把每个气象站都可以测量的“能见度”值作为当地的气溶胶浓度来使用了。能见度的数据，不仅密度大（全球各地的气象站均有），成本低，而且可以追溯到很久之前，比如：本次的数据分析足以追溯到1973年。

王开存说，他的主要工作是研究全球陆地地表能量平衡和地表水循环，也就是蒸发，整理气象数据时发现了气溶胶与能见度之间的内在关系。2008年夏天，他开始整理手中的气象数据，从WMO公开的一万多个气象站的信息中，选出了3250个有35年左右连续气象信息的站点的观测数据。“这篇文章是无意中捡到的”。

(本文已刊于《瞭望东方周刊》。)

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