卫星跟踪显示船舶如何影响云层和气候

通过将船舶的运动与由其排放引起的云层变化进行匹配，研究人员已经证明了两者之间的紧密联系。

船舶燃烧化石燃料时，会释放出空气中的颗粒，其中包含各种自然发生的化学物质，包括硫。已知这些粒子会改变某些类型的云，从而影响气候。

更好地了解这些粒子，尤其是硫成分如何影响云层，可以帮助科学家创建更准确的气候模型。

在最新研究中，还使用卫星跟踪来显示限制对燃料中硫的影响，揭示船舶对云的影响在限制区域内基本消失了。

该信息可用于在云性质和运输燃料的硫含量之间建立关系。重要的是，这可以帮助船运公司监控2020年1月1日生效的硫磺法规的遵守情况。

这项研究今天发表在《地球物理研究快报》上，由伦敦帝国学院，伦敦大学学院和牛津大学的研究人员领导。

机会实验

船上的排放物含有几种化学物质，包括硫酸盐气溶胶-硫和氧的小颗粒。气溶胶可以充当“种子”，水滴在周围积聚，从而导致卫星可见的云特性发生变化。

这意味着船可以改变云，在航行时将线(称为船迹)留在云中。

但是，这些气溶胶究竟如何影响云的性质尚不清楚。该知识很重要，因为排放影响的云的种类会影响气候变暖，因此对于在气候模型中进行捕获非常重要。

气溶胶的排放源来自工厂和汽车等许多来源，但是由于存在许多其他因素，很难将这些输出与云的影响相匹配。

由于2015年引入了有关硫排放的新规定(红线内)，加利福尼亚沿海的船舶航行频率几乎没有下降。信用：AGU

但是，在船舶航迹中，这种关系更为直接，使研究人员更容易弄清气溶胶和云之间的联系。

帝国理工大学物理系的首席研究员爱德华·格里斯佩德博士说：“船迹就像一个实验，对于我们来说是不可能做的，否则我们就无法将硫酸盐气溶胶以如此规模注入大气。

“相反，限制船用硫酸盐排放量可以为我们提供一个完美的实验，用以确定气溶胶在云层形成中的重要性。通过分析从卫星观察到的巨大航迹数据集，我们可以看到它们基本上消失了当实行限制时，表明了气雾剂的强大影响。”

检测不符合规定的船舶

该团队通过卫星观测研究了超过17,000条船舶航迹，并使用其车载GPS将其与单个船舶的运动进行了匹配。

研究期包括在北美海岸，北海，波罗的海和英吉利海峡周围引入排放控制区，这些控制区将船用燃料中的硫限制为0.5%，从而减少了硫酸盐气溶胶的排放。

研究人员发现，在类似的天气条件下，与这些限制之前相比，在这些地区，船舶航迹几乎完全消失了。

由此可见，硫酸盐气溶胶对云的形成最显著影响，相对于船排气的其它部件，如炭黑。

结果还意味着，通过燃烧当前的高硫燃料而不进行废气处理，可以检测到不符合规定的船舶，因为这会在卫星观测的云特性上产生可测量的差异。

UCL能源研究所的合著者Tristan Smith博士说：“目前，监管机构很难知道轮船在大洋中正在做什么。未发现的不遵守2020年硫磺法规的可能性很大。航运公司的实际风险，因为它可以为不遵守规定的公司创造商业优势。

“这项研究表明，科学技术在运输透明度方面正在取得重大进展，并有助于降低负责任的操作者的风险和不公平性。”

在探索如何使用该方法识别可能不符合0.5%限值的船舶的同时，研究小组现在还希望更精确地将已知的船舶燃料成分与船舶航迹联系起来，从而使他们能够更准确地预测硫气溶胶在云层上的形成规模更大，随时可以纳入气候模型。