气溶胶对环境的影响

作为一座火山学家，圣地亚哥阿尔列塔诺已经走过世界，研究火山排放及其对大气气候的影响。在本文中，Chalmers理工大学（瑞典哥德堡）的空间，地球和环境部的研究员Arellano描述了他的补助胜利工作，测量气溶胶的性质，这些工作是悬浮在空气中的细颗粒和液滴。这次采访已经编辑了长度和清晰度。

问：您如何描述您的补助获奖提案中所代表的工作？

阿尔萨洛：我们正在建立一个基于光谱调制技术的系统来测量大气中的气溶胶和云粒子的特性。这种技术使用宽带2020年亚博论坛 以及一系列偏振光学元件来测量光被粒子散射的偏振度。这告诉我们颗粒的大小、形状和组成，这对了解环境中气溶胶的起源、运输、生长和影响具有重要价值。这些粒子的例子是由火山灰、森林火灾、气象云或花粉颗粒形成的云。

问:为什么更好地了解这些气溶胶很重要?

阿尔萨洛：粒子之所以有趣，原因有很多。例如，它们可以通过直接吸入影响人类健康。但它们也可以改变大气和气候的能量平衡。它们仍然是我们更好的气候模型中最大的不确定性来源。或者它们可以扰乱我们的经济，例如，当火山爆发或沙尘暴等事件发生时，它们会改变空中交通。因此，通过创新的方法来测量和分析光与气溶胶相互作用的性质，我们可以获得一些关于它们的组成，它们的大小，以及它们的形状的知识。

问：你怎么用这种知识？

阿尔萨洛：嗯，最近在瑞典和许多其他国家的森林火灾发生了很多问题。因此，当您在云中具有圆粒时的圆形颗粒或不规则形状的颗粒，如燃烧或来自火山喷发的灰烬等颗粒时，极化信号发生变化。

用肉眼是看不出区别的，除非羽毛很厚。但是用仪器，你可以看到偏振的信号。如果是森林大火产生的烟羽，那就完全一样了。你将能够区分正常的云和来自森林火灾的云。通过这种方法，你可以发现，首先，是否有火灾;其次，你可以知道云中粒子的数量。例如，如果它超过城市空气质量的某些阈值。

问:这种洞察力可能非常重要。

阿尔萨洛：我来自厄瓜多尔，有时你会看到天空变黄，但你不知道为什么。但现在我们知道，巴西亚马逊盆地发生了大规模森林火灾，产生的颗粒被风从数千公里外的源头输送过来。森林大火燃烧产生的气溶胶在天空中产生了这些黄色的颜色。

没有监控这些火灾的程序。你看到它们的唯一方式是在卫星图片上，然后你可以联系起来。但你不确定;这很难衡量。所以，如果你在地面上有一个仪器，可以查看并检测这些气溶胶的存在，至少你可以告知公众空气质量问题。今天的空气质量不那么好了，这可能不是因为他们在国家采取的所有控制措施都与工厂的燃烧有关。这是因为他们对正在巴西发生的森林火灾无能为力。如果你可以通过测量颗粒来确定燃烧的来源，那么政策含义可能会完全不同。

问:同样的粒子分析能应用于火山喷发吗?

阿尔萨洛：今天，我们可以衡量从火山出来的气体量。我们已经有算法检测火山羽毛的位置，它们在大气中的高度，以及羽毛的方向。但如果我们也可以在羽流中检测到灰烬，我们可以向控制空气交通的中心发送消息。世界各地有九个中心火山灰咨询中心R.，他们提供有关影响空中交通的火山羽毛的信息。

问:气溶胶如何与大气相互作用?它们如何影响气候模式?

阿尔萨洛：这是复杂的，因为有几个过程同时行动。但我可以告诉你一个好的和一件坏事。例如，如果您在大气中注入了许多小颗粒，则它们将充当种子以形成液滴。所以你将拥有更多这些较小的液滴，它们将在大气中保持更长时间。天空中的阴云风会改变，你将持续时间比通常持续的云。此外，您可以改变即将到来的辐射量。你正在反映出更多的辐射到太空。因此，这可能是气候的冷却效果。

这是好事还是坏事?这可能是双向的。你可以说，是的，它帮助气候降低了地球的温度。它对抗全球变暖是因为它有降温效应，这可能是好事。但这也可能是坏事，因为如果有更多的云在大气中停留的时间更长，降水就会更少。与正常的云形成然后下雨不同，这些云在空气中停留的时间更长，扰乱正常的雨循环。

问：我现在可以更好地欣赏，即准确的气候建模是一个非常技术上的挑战。

阿尔萨洛：当你谈论气候科学时，问题的规模是如此之大，以至于取得进展的唯一方法是在你的观测和你的模型之间取得良好的平衡。在很多领域，观测滞后是因为你没有足够的观测或者你的观测不够准确。其中一个观测结果与气溶胶中的粒子有关。你在世界各地有足够的仪器来检测它们，观察它们。但这些仪器可能不够精确，无法测量对模型很重要的某些粒子或粒子的某些属性。

你想知道这些粒子发生了什么。所以，如果你有一个观察，如果你有数据，你可以说，好吧，只有在这些特定的条件下运行我的模型才有意义，因为这是现实。所以你可以做出更好的预测并取得进展。在科学中，观察和建模的努力总是要平衡的。

问:你来自厄瓜多尔，厄瓜多尔是一个多山的国家，多年来一直在研究火山。你最初是怎么对火山感兴趣的?

阿尔萨洛：厄瓜多尔非常多样化，海岸，丛林和山脉。我来自高地，并且可以看到至少三个，有时四个火山的地平线。但我从来没有想过他们会爆发，因为当我在成长时，他们只是被雪和冰所覆盖。

我上大学的时候，在当地的火山观测站有一份工作，这是一个完美的匹配，因为我在一座火山上工作，我小时候经常去看火山。我一直在那里工作，当我完成论文的时候，火山爆发了。我参与其中，并在那里工作了好几年。

问:你是如何来到瑞典查尔默斯的?

阿尔萨洛：我和查默斯火山学家博·加勒(Bo Galle)一起参与了一个研究世界上许多其他火山的项目。我被邀请去做这个课题的博士。所以我去了瑞典，但我可以和我的祖国保持联系，因为我的论文主要关注厄瓜多尔的火山。但我也可以把这项工作扩展到世界其他地方。从那以后，我一直在做这件事。

问:“亚博最新网站多少海洋洞察”与您的同事加勒教授以及他协调的火山和大气变化观测网络(NOVAC)合作多年。关于NOVAC，你知道些什么?

阿尔萨洛：NOVAC是一种测量来自火山的气体排放的光学仪器网络。世界上有一个大约20左右的火山观测者，其中大多数位于拉丁美洲，非洲，东南亚和大洋洲的发展中国家。在每个仪器的核心，是一种光谱仪，分析火山羽毛被吸收的光。因此，您的光学系统连接到透过天空的光谱仪。当存在含有来自火山的二氧化硫（SO2）气体的火山羽流量时，这种气体吸收光线。您可以在光谱仪的信号中看到。

第一个仪器于2003年安装回来。到目前为止，这些仪器中有超过120个仪器测量40-50火山。该仪器自动运行。数据记录在仪器中，但它也将实时传输到火山的观察者，因此他们可以跟踪火山的气体。

问：这很重要吗？

阿尔萨洛：一个原因是，它通过告诉你有多少气体，告诉你火山是否活跃。也有可能是火山没有喷发。他们只是处于动乱时期。但如果有二氧化硫的信号，你知道岩浆离地表不远，所以很可能会以喷发告终。当然，你会把这些数据和其他类型的信息结合起来，比如地震学或者变形学等等。

正如我之前所说，知道火山羽流的影响也很重要，例如，在空中交通的空气质量上。那是因为仪器也可以定位羽毛的位置。就像到东北部上方两公里一样。然后，您可以报告，确定，该区域可能受这些排放的影响。我在过去几年中一直在工作的事情也在使用来自该网络的数据来验证卫星传感器。

问:最后，虽然这与气溶胶分析没有直接关系，但我了解到您与Bo Galle等人在一个基于无人机的系统中测量火山气体羽流中的二氧化硫。你能告诉我们些什么?

阿尔萨洛：我们的主要目标是想出一个更好的主意，知道世界各地有多少二氧化碳来自火山。所有火山每年排放的二氧化碳比人类活动产生的二氧化碳少一千倍左右。因此，火山向大气中排放的二氧化碳很少。

但在过去几年出现的一种情况是，你可以使用无人机来测量羽流里面羽流。我们去了巴布亚新几内亚一个非常偏远的火山，卫星已经观测到了。一些火山有巨大的排放物，但它们太偏远了，没有现场测量。所以你可以从卫星上检测到二氧化硫，但你不知道烟羽中其他的化合物也很重要。所以我们去了那里，测试了一些平台，比如小型飞机和小型直升机等等。我们有载荷,例如,样品柱,然后把它带回地面,然后分析它与乐器,或柱内原位测量,然后发回信号广播和知道羽流的构成等等。其中一个仪器是海洋洞察号光谱仪，一个亚博最新网站多少火焰飞到羽流下面，测量通量。就像我们在地面或汽车上使用扫描仪一样。但仅仅是与无人机一起飞行就可以使它成为一个更精确的测量。这是一场非常成功的战役。

谢谢你，阿雷利亚诺博士。

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