Моделирование и анализ данных, проведенные исследователями из Технологического института Джорджии, показывают, что изменения морского льда и снегопада сместили зимний муссон в Китае, помогая создать застойные атмосферные условия, которые задерживают загрязнение над основными населенными пунктами страны и промышленными центрами. Эти изменения в региональных атмосферных условиях сводят на нет усилия по борьбе с загрязнением с помощью контроля за выбросами.«Выбросы в Китае уменьшаются за последние четыре года, но суровая зимняя дымка не улучшается», — сказал Юхан Ван, профессор Школы наук о Земле и атмосфере Технологического института Джорджии. «В основном это связано с очень быстрыми изменениями в высокополярных регионах, где морской лед уменьшается, а количество снегопадов увеличивается.
Это возмущение не позволяет холодному воздуху попасть в восточные районы Китая, где он будет смывать загрязненный воздух».Как будет сообщено 15 марта в журнале Science Advances, исследование спонсировалось Национальным научным фондом и Агентством по охране окружающей среды. В документе представлен наглядный пример того, как крупномасштабные возмущения, вызванные глобальным изменением климата, могут иметь значительные региональные последствия, и считается первым, который связывает уровни морского льда и снегопада с региональным загрязнением воздуха.Проблемы дымки на Восточно-Китайских равнинах, включая столицу Пекин, впервые привлекли внимание всего мира зимой 2013 года, когда прибор в посольстве США зафиксировал чрезвычайно высокие уровни частиц PM 2,5.
Из-за тумана китайское правительство установило строгие цели по сокращению выбросов от промышленности и других источников.Хотя эти меры по контролю за выбросами, похоже, работают, дымка в декабре и январе сохраняется.
Поэтому Ван и его коллеги Юфэй Цзоу, Юйчжун Чжан и Джа-Хо Ку задались вопросом, могут ли другие факторы играть роль.Долгосрочные измерения качества воздуха недоступны в Китае, поэтому исследователям пришлось собрать воедино оценки, основанные на измерениях видимости и спутниковых данных. Чтобы проанализировать исторические записи, они создали новый индекс потенциала загрязнения (PPI), который использовал аномалии градиента температуры воздуха и скорость приземного ветра в качестве прокси для условий вентиляции над восточным Китаем.
«После того, как мы сгенерировали PPI и объединили его с данными о видимости, стало очевидно, что январь 2013 года намного превзошел все, что когда-либо было до того, как прошло по крайней мере три десятилетия назад», — сказал Ван. «Но в том месяце выбросы не изменились, поэтому мы знали, что должен быть другой фактор».Восточно-Китайские равнины состоят из взаимосвязанных бассейнов, окруженных горными хребтами на западе и океаном на востоке, что является зеркальным отражением загрязненной Южной Калифорнии. Загрязнение, создаваемое промышленностью и транспортными средствами, можно эффективно удалить только путем горизонтального рассеивания или вертикального перемешивания зимой, а когда эти процессы не могут удалить застойный воздух, загрязнение накапливается. Казалось вероятным, что что-то мешало вентиляции, что удерживало бы воздухоочиститель.
Затем исследователи изучили климатические особенности, такие как морской лед, снегопад, Эль-Ниньо и Тихоокеанские колебания. Они провели анализ основных компонентов и максимальной ковариации и обнаружили корреляцию между застойными условиями воздуха над Китаем и арктическим морским льдом, который достиг рекордно низкого уровня осенью 2012 года, и снегопадом в верхних широтах Сибири, который достиг рекордно высокого уровня. раньше зимой.
Затем они использовали моделирование атмосферы, чтобы изучить, как эти факторы влияют на крупномасштабные модели атмосферной циркуляции и загрязняющую вентиляцию над восточным Китаем.«Сокращение морского льда и увеличение количества снегопадов ослабляют структуру хребта климатологического давления над Китаем», — сказал Ван. «Это сглаживает градиенты температуры и давления и перемещает восточноазиатский зимний муссон на восток, уменьшая скорость ветра и создавая атмосферную циркуляцию, которая делает воздух в Китае более застойным».Результаты модели согласуются с наблюдениями, что в Корее и Японии той зимой было необычно холодно, а на востоке Китая было необычно тепло — оба предполагают, что центр холода сместился.
Зимой 2017 года были отмечены те же факторы: низкий уровень арктического морского льда в сентябре 2016 года, сильный снегопад и сильная дымка. Ван говорит, что эти факторы, вероятно, сохранятся, поскольку глобальное изменение климата нарушает нормальную структуру атмосферы.«Несмотря на усилия по сокращению выбросов, мы думаем, что дымка, вероятно, сохранится и в будущем», — сказал он. «Сейчас это частично обусловлено климатом, поэтому зимой, вероятно, не станет намного лучше. Выбросы больше не являются единственной движущей силой этих условий».
Ван надеется продолжить исследование, используя новые данные китайской сети мониторинга качества воздуха. По его словам, влияние глобального изменения климата может быть уникальным для Китая из-за его географии и чувствительности к изменениям структуры атмосферной циркуляции. Хотя проблема теперь проявляется в загрязнении воздуха, он сказал, что результаты исследования должны побудить страну продолжить борьбу с изменением климата.
«Очень быстрое изменение полярного потепления действительно оказывает большое влияние на Китай», — сказал он. «Это дает Китаю стимул не только добиваться сокращения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, но и рассматривать потенциал сокращения выбросов парниковых газов. Наши исследования показывают, что сокращение выбросов парниковых газов поможет решить проблему зимнего тумана».