Genom att analysera långsiktiga satellitobservationsdata och använda en ny metod som behandlar aerosoler som spårämnen, fann forskare att dessa vägar från Kina förskjuts något norrut på grund av den globala uppvärmningen. Kredit: Shinichiro Kinoshita
Forskare föreslår ett nytt mått som använder aerosoler för att utforska förändringar i gränsöverskridande luftföroreningsvägar orsakade av klimatvariationer.
Klimatförändringarna är en av de mest pressande miljöutmaningarna idag, och bidrar till extrema väderhändelser som torka, skogsbränder och översvämningar. Den främsta orsaken till klimatförändringarna är utsläppen av växthusgaser från mänskliga aktiviteter, som fångar värme och höjer jordens temperatur. Dessutom påverkar aerosoler som partiklar (PM2.5) inte bara folkhälsan utan också jordens klimat genom att absorbera och sprida solljus och ändra molnegenskaper.
Även om framtida förutsägelser om klimatförändringar rapporteras, är det möjligt att effekterna av klimatförändringarna kan bli mer allvarliga än förutspått. Därför är det nödvändigt att upptäcka klimatförändringar exakt och så tidigt som möjligt.
Med utgångspunkt i dessa insikter använde ett forskarlag från Japan, ledd av professor Hitoshi Irie från Center for Environmental Remote Sensing vid Chiba University, långtidsobservationsdata för att studera effekten av klimatförändringar på gränsöverskridande luftföroreningar i medvindsområdet i Kina. genom att använda aerosoler. De använde ett helt unikt perspektiv på hur aerosoler påverkar klimatet och utvecklade ett nytt mått för att upptäcka klimatförändringar genom att betrakta aerosoler som spårämnen.
Observationsdata och teambidrag
– Betydelsen av denna studie ligger i det faktum att de flesta av dess resultat härrör från observationsdata. Inom naturvetenskaper fokuserade på jordstudier är det slutliga målet att sätta ihop mycket exakta data som erhållits från observationer för att kvantitativt förstå de processer som sker på jorden och för att eftersträva oföränderliga sanningar. Därför, ju mer observationsdata vi har, desto bättre. Med de fortsatta jordobservationerna av Japans stora jordobservationssatelliter (såsom GCOM-serien, GOSAT-serien, Himawari-serien och ALOS-serien), strävar vi efter att komplettera dessa ansträngningar med numeriska simuleringar och datavetenskapliga metoder för att uppnå en säker och säker global miljö som mildrar effekterna av klimatkrisen.” förklarar prof. Irie.
I forskargruppen ingick Ying Cai från Graduate School of Science and Engineering, Chiba University, Dr Alessandro Damiani från Center for Climate Change Adaptation, National Institute for Environmental Studies, Dr Syuichi Itahashi och professor Toshihiko Takemura från Research Institute för tillämpad mekanik, Kyushu University, och Dr. Pradeep Khatri från fakulteten för naturvetenskap och teknik, Soka University. Deras studie gjordes tillgänglig online den 23 maj 2024 och publicerades i Vetenskapen om den totala miljön den 20 augusti 2024.
Kina är en stor bidragsgivare till luftföroreningar i Östasien. Medvindsområdet i Kina som analyseras i denna studie är ett unikt öppet havsområde med minimal mänsklig inblandning men ändå en viktig zon med gränsöverskridande luftföroreningsvägar, vilket gör det till en idealisk plats för att studera meteorologiska variationer på grund av klimatförändringar.
I sin studie analyserade forskarna datauppsättningar av aerosol optiskt djup (AOD) härledda från satelliter, omanalysdatauppsättningar och numeriska simuleringar fokuserade på Stilla havet i Kinas medvindsområde, under 19 år från 2003 till 2021. AOD, ett mått på mängd solljus som blockeras av aerosoler, är en nyckelfaktor är att analysera aerosoler och deras inverkan på klimatförändringar.
Resultat och konsekvenser av RAOD
Forskarna utvecklade ett nytt mått som heter RAOD som utnyttjade potentialen hos aerosoler som spårämnen för att utvärdera klimatförändringarnas inverkan på gränsöverskridande luftföroreningsvägar. Använder RAOD forskarna kunde kvantifiera betydande tidsmässiga variationer i aerosoltransport. De upptäckte att långsiktiga förändringar i RAOD på grund av klimatförändringar uppvägdes av större variationer från år till år inom det meteorologiska området. Dessutom visade säsongsmässiga trender att aerosoler rörde sig västerut till öster under vårvintern och norrut på sommaren. De drog slutsatsen att sannolikheten för att aerosoler från Kina skulle transporteras långt österut var låg, vilket belyser en förändring i gränsöverskridande föroreningsvägar på grund av den globala uppvärmningen. I den här studien upptäckte författarna framgångsrikt klimatförändringar med hjälp av långtidsobservationsdata från satellit, i motsats till de flesta befintliga studier som spårade gränsöverskridande luftföroreningar med hjälp av modellsimuleringar.
”Dessa resultat tyder på att RAOD är ett värdefullt mått för att kvantifiera de långsiktiga förändringarna i gränsöverskridande luftföroreningsvägar till följd av klimatförändringar. Dessa resultat är särskilt betydelsefulla eftersom de flesta av dem härrör från observationsdata”, säger prof. Irie och lyfter fram vikten av studien. Han delar med sig av de framtida konsekvenserna av deras studie: ”Effekterna av klimatförändringar kan bli allvarligare än vad som förutspås för närvarande. Den här studien kommer att hjälpa till att verifiera klimatförändringsförutsägelser från ett okonventionellt perspektiv av ”aerosolobservation”, vilket möjliggör en mer exakt förståelse av klimatförändringens framsteg och implementering av rationella motåtgärder.”
Sammanfattningsvis visar denna studie på en innovativ användning av aerosoler som spårämnen för klimatförändringar, vilket markerar ett betydande steg framåt i den globala ansträngningen att ta itu med den akuta frågan om klimatförändringar.
Finansiering: JSPS KAKENHI, the JAXA 3:e forskningsmeddelandet om Earth Observations, Environmental Restoration and Conservation Agency of Japan, MEXT