2024年冰島的Sundhnukagigar火山噴發(fā)場景，讓很多人印象深刻。但更讓人想不到的是，這場火山噴發(fā)竟讓2000多公里外的北極遭了殃。
中國科學院合肥物質院的研究小組通過“星-地聯(lián)合監(jiān)測”，首次捕獲到了冰島火山噴發(fā)對北極的跨境污染過程。
研究人員發(fā)現，火山噴發(fā)的二氧化硫傳播到了北極斯瓦爾巴群島，導致該地區(qū)出現了嚴重的北極霾事件。
01
千里追蹤“化學煙霧”
冰島火山噴發(fā)，短時間內通過裂隙式噴發(fā)，向大氣層釋放了大量二氧化硫和其他有毒氣體。
這些氣體污染了環(huán)境，在陽光照射下會轉化成硫酸鹽顆粒，既能引發(fā)酸雨，腐蝕建筑破壞森林，又像一把“遮陽傘”反射陽光，導致全球氣溫下降。
▲冰島Sundhnukagigar火山噴發(fā)圖
為追蹤污染傳輸路徑，科研團隊“派出”衛(wèi)星和地面兩大“偵探”聯(lián)合作戰(zhàn)。
天上的“偵探”，是高分五號02星和大氣環(huán)境監(jiān)測01星上搭載的大氣痕量氣體監(jiān)測儀（EMI）。EMI可以實現對全球大氣痕量成分分布和變化的定量監(jiān)測，為全球/區(qū)域痕量污染氣體成分的分布和變化提供科學數據。衛(wèi)星每天繞地球掃描，能以7×8公里（相當于6個足球場）的精度捕捉污染物。
地面的“偵探”，則是位于北極黃河站的MAX-DOAS光譜儀。它像“空氣檢測站”一樣，已經連續(xù)10年監(jiān)測北極大氣中的污染物濃度和垂直分布。
通過“天地聯(lián)合作戰(zhàn)”，科研人員完整呈現了北極霾事件的過程。
衛(wèi)星首先拍下了火山噴發(fā)的氣體，地基設備持續(xù)追蹤“煙跡”擴散路徑。研究團隊還借助污染源追蹤模型，精確計算出污染物的“漂流日記”——從冰島出發(fā)，再經高空風“快遞”到北極。
▲基于衛(wèi)星、地面觀測和PSCF分析的冰島火山噴發(fā)對北極的影響
02
守護地球：從科學發(fā)現到全球預警
這項研究成果的背后，其實是中國環(huán)境監(jiān)測技術的跨越式發(fā)展。
EMI作為國內首臺高分辨率大氣痕量氣體監(jiān)測載荷，單日即可掃描全球。而北極黃河站則是我國在極地大氣研究中的“橋頭堡”，10年數據積累為全球極區(qū)化學機制研究提供了關鍵支撐。
該研究不僅驗證了我國新一代環(huán)境監(jiān)測衛(wèi)星的精準度，更為應對氣候變化提供了關鍵技術支撐。研究團隊正在研發(fā)的多星融合監(jiān)測系統(tǒng)，未來有望實現每小時更新全球污染動態(tài)。
隨著全球極端氣候事件頻發(fā)，這種星地協(xié)同的監(jiān)測體系將成為守護地球家園的“生態(tài)預警機”。
論文鏈接：
https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2024.100131
來源：中國科學院合肥物質科學研究院
責任編輯：宋同舟
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