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在过去的半个世纪里，世界许多地区的空气质量得到了显著改善，这在很大程度上要归功于《美国清洁空气法》等立法。这些努力针对的是化学物质（如气溶胶）等污染物，包括二氧化硫、二氧化氮和其他对人类健康有害的化合物。
与温室气体一样，气溶胶也由汽车、工厂和发电厂产生——但与温室气体不同的是，它们使地球变得更冷而不是更热。这是因为气溶胶会反射太阳光线，而不是像碳那样捕获热量。一些研究估计，如果没有气溶胶污染，世界可能已经变暖了半摄氏度。
这就产生了一个棘手的悖论，著名气候科学家詹姆斯·汉森称之为“浮士德式交易”。如果去除空气中的气溶胶，可以减少污染对健康的影响，拯救成千上万患有肺部和心脏疾病的人，但同时也可能使全球变暖变得更糟。这种强大的关系在过去几年里在航运业得到了体现：自 2020 年以来，货船停止使用肮脏的燃料油，也停止排放二氧化硫的尾迹，这导致全球气温又上升了 0.05 摄氏度。
现在，新的研究表明，气溶胶和温室气体之间的相互作用也对洪水产生了影响，洪水是成本最高的灾难之一。本周发表在《自然-通讯》杂志上的一篇同行评审论文发现，美国上空有毒气溶胶的存在在几十年里抑制了气候变化对降雨的影响，推迟了由气候变化驱动的降雨激增和洪水风险。具有讽刺意味的是，清洁空气法的通过，消除了这些气溶胶，反而引发了洪水加剧的趋势。
该论文的结果有助于解决气候科学中一个长久以来的谜团：尽管温暖的空气含有更多的水分，但美国的降雨量并未像科学家预期的那样随着气温上升而增加。
“这篇论文强调，过去几十年来，气溶胶和温室气体之间的抵消作用可能掩盖了许多气候危害，”德克萨斯大学奥斯汀分校地球科学助理教授、气溶胶专家吉塔·佩尔萨德说。（佩尔萨德并未参与这项研究。）
“如果未来几十年气溶胶排放量急剧下降而温室气体排放量不下降，那么许多意想不到的气候危害可能会显现出来，”佩尔萨德补充道。
该论文利用了数千个雨量计的数据，以区分气溶胶和温室气体如何影响降雨量平均值和极端降雨事件的频率。雨量计的使用使研究人员能够追溯这两种人为造成的污染在全国不同地区如何相互平衡。
一个多世纪以来，温室气体一直在大气中积累，它们对降雨的影响非常简单。大气中二氧化碳越多，气温就越高；气温越高，大气能容纳的水分就越多。气溶胶则更复杂：它们与不同类型的云的反应方式不同，因此它们对降雨的影响因地区和季节而异。在美国大部分地区，它们使情况变得更干燥。
1970 年标志性的《清洁空气法》的通过导致了气溶胶污染的迅速下降，因为工厂安装了“洗涤器”设备来净化其烟囱，汽车制造商也更新了汽车以符合排放限值。这些气溶胶的消失使得温室气体在大气中占据主导地位，从而开始提高了降雨总量。该论文认为，如果当时没有这些气溶胶，美国的降雨和洪水可能早在几十年前就开始恶化了。
分离出这些气溶胶的影响也使研究人员能够预测未来十年洪水风险将如何变化。这不是好消息：现在没有什么可以抵消二氧化碳和甲烷的吸热效应了，该国大部分地区将变得更加潮湿，并看到更多的大型风暴。
“这种降雨极端事件的相当快速的加剧是新的常态，至少在未来五年是如此，”劳伦斯伯克利国家实验室的研究科学家、该论文的合著者之一马克·里瑟说。
这种影响在美国东南部最为明显，近年来，该地区发生了一系列飓风和暴雨，造成了数十亿美元的洪水损失。作者发现，气溶胶污染在 20 世纪末之前一直抑制夏季和秋季的降水，直到 20 世纪末，该地区温室气体的影响开始占据主导地位。这导致了年降雨总量和强降雨事件频率的增加。（先前的研究表明，气溶胶还可以通过破坏云的形成来抑制热带风暴的出现。）
该论文的发现可能对未来几十年的环境法规产生重大影响。拜登总统的环境保护局正在迅速制定严格的工业污染法规，可能会大幅削减二氧化硫等关键气溶胶污染物的排放。如果这些法规生效，它们将适用于东南部地区的许多工厂，包括路易斯安那州被称为“癌症巷”地区的石化工厂。“癌症巷”。
这些法规将保护居住在工业设施附近的居民免受哮喘、心脏病和癌症的侵害，但气溶胶的进一步减少也可能使飓风季节变得更糟，因为它会允许大型风暴携带湿气——这意味着会发生更多类似于 2017 年袭击休斯顿、德克萨斯州的哈维飓风的事件，该飓风让气候科学家震惊，因为它在休斯顿附近降下了超过 50 英寸的雨水。
气溶胶专家佩尔萨德说，该论文对未来的气候风险发出了严峻的警告。如果未来几十年美国空气污染下降，东南部等地区的更多美国人将面临更强的风暴和更严重的洪水。
“我们正面临一种情况，即在未来 30 年里，你可能会选择继续掩盖，或者揭示 50% 以上的变暖，”她说。“到目前为止，人们对气溶胶信号的演变将在今天购房者所居住房产的抵押贷款年限内，在多大程度上影响他们面临的气候危害，一直没有得到充分认识。”
本文最初发布在 Grist，网址为 https://grist.org/science/aerosol-pollution-rainfall-study/。
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