衛(wèi)星跟蹤顯示船舶如何影響云層和氣候

通過將船舶的運動與由其排放引起的云層變化進(jìn)行匹配，研究人員已經(jīng)證明了兩者之間的緊密聯(lián)系。

船舶燃燒化石燃料時，會釋放出空氣中的顆粒，其中包含各種自然發(fā)生的化學(xué)物質(zhì)，包括硫。已知這些粒子會改變某些類型的云，從而影響氣候。

更好地了解這些粒子，尤其是硫成分如何影響云層，可以幫助科學(xué)家創(chuàng)建更準(zhǔn)確的氣候模型。

在最新研究中，還使用衛(wèi)星跟蹤來顯示限制對燃料中硫的影響，揭示船舶對云的影響在限制區(qū)域內(nèi)基本消失了。

該信息可用于在云性質(zhì)和運輸燃料的硫含量之間建立關(guān)系。重要的是，這可以幫助船運公司監(jiān)控2020年1月1日生效的硫磺法規(guī)的遵守情況。

這項研究今天發(fā)表在《地球物理研究快報》上，由倫敦帝國學(xué)院，倫敦大學(xué)學(xué)院和牛津大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)。

機會實驗

船上的排放物含有幾種化學(xué)物質(zhì)，包括硫酸鹽氣溶膠-硫和氧的小顆粒。氣溶膠可以充當(dāng)“種子”，水滴在周圍積聚，從而導(dǎo)致衛(wèi)星可見的云特性發(fā)生變化。

這意味著船可以改變云，在航行時將線(稱為船跡)留在云中。

但是，這些氣溶膠究竟如何影響云的性質(zhì)尚不清楚。該知識很重要，因為排放影響的云的種類會影響氣候變暖，因此對于在氣候模型中進(jìn)行捕獲非常重要。

氣溶膠的排放源來自工廠和汽車等許多來源，但是由于存在許多其他因素，很難將這些輸出與云的影響相匹配。

由于2015年引入了有關(guān)硫排放的新規(guī)定(紅線內(nèi))，加利福尼亞沿海的船舶航行頻率幾乎沒有下降。信用：AGU

但是，在船舶航跡中，這種關(guān)系更為直接，使研究人員更容易弄清氣溶膠和云之間的聯(lián)系。

帝國理工大學(xué)物理系的首席研究員愛德華·格里斯佩德博士說：“船跡就像一個實驗，對于我們來說是不可能做的，否則我們就無法將硫酸鹽氣溶膠以如此規(guī)模注入大氣。

“相反，限制船用硫酸鹽排放量可以為我們提供一個完美的實驗，用以確定氣溶膠在云層形成中的重要性。通過分析從衛(wèi)星觀察到的巨大航跡數(shù)據(jù)集，我們可以看到它們基本上消失了當(dāng)實行限制時，表明了氣霧劑的強大影響。”

檢測不符合規(guī)定的船舶

該團(tuán)隊通過衛(wèi)星觀測研究了超過17,000條船舶航跡，并使用其車載GPS將其與單個船舶的運動進(jìn)行了匹配。

研究期包括在北美海岸，北海，波羅的海和英吉利海峽周圍引入排放控制區(qū)，這些控制區(qū)將船用燃料中的硫限制為0.5%，從而減少了硫酸鹽氣溶膠的排放。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在類似的天氣條件下，與這些限制之前相比，在這些地區(qū)，船舶航跡幾乎完全消失了。

由此可見，硫酸鹽氣溶膠對云的形成最顯著影響，相對于船排氣的其它部件，如炭黑。

結(jié)果還意味著，通過燃燒當(dāng)前的高硫燃料而不進(jìn)行廢氣處理，可以檢測到不符合規(guī)定的船舶，因為這會在衛(wèi)星觀測的云特性上產(chǎn)生可測量的差異。

UCL能源研究所的合著者Tristan Smith博士說：“目前，監(jiān)管機構(gòu)很難知道輪船在大洋中正在做什么。未發(fā)現(xiàn)的不遵守2020年硫磺法規(guī)的可能性很大。航運公司的實際風(fēng)險，因為它可以為不遵守規(guī)定的公司創(chuàng)造商業(yè)優(yōu)勢。

“這項研究表明，科學(xué)技術(shù)在運輸透明度方面正在取得重大進(jìn)展，并有助于降低負(fù)責(zé)任的操作者的風(fēng)險和不公平性。”

在探索如何使用該方法識別可能不符合0.5%限值的船舶的同時，研究小組現(xiàn)在還希望更精確地將已知的船舶燃料成分與船舶航跡聯(lián)系起來，從而使他們能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測硫氣溶膠在云層上的形成規(guī)模更大，隨時可以納入氣候模型。