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化学赤道线

化学赤道线（英语：Chemical equator）这个名词和概念在2008年产生，当时英国的约克大学研究人员发现印尼上空的污染空气和雾霾与不远的澳大利亚上空中基本上未受污染的大气，呈现截然不同的情况。这种分界很清楚的显示从热带温池（英语：Tropical Warm Pool）开始往北有快速增高的一氧化碳和其他污染物浓度。[1]北半球的大气与南半球的大气分界线与这种热带辐合带（简称ITCZ）的分界线并不相同。[2]ITCZ是活跃于赤道的低气压带，是南半球和北半球副热带高压带间气压最低的风带。热带辐合带是两道信风相遇之处，它的位置会随着时间更动。陆地上，它会根据太阳黄道的位置在赤道南北面移动；海面上，受到季节影响的情形不明显，而主要是受到海洋温度变动的影响。有时会产生两个热带辐合带，一个在赤道以北，另一个在赤道以南，通常其中一个会较强烈。 。

大气环流

约克大学所做的研究由英国国家自然环境研究委员会（英语：Natural Environment Research Council）（简称NERC）所赞助。这种化学赤道线是种暂时现象，而且有季节性。[3]

发现

约克大学化学系的科学家透过把辐合带两侧的大气污染物浓度做过比较后，而对这一50公里宽的地带生出化学赤道线的概念。[2]科学家观察到污染物发生剧烈和快速变化的大气边界位于热带辐合带的北边，而之前热带辐合带被认为是独一无二的化学大气边界。这一发现也是第一次观察到气团之间的气象和化学边界并不相同，但两者有关联。[1]

发生原因

北半球较南半球有更多的人口、城市和工业，特别是在东南亚地区每年定期会发生森林火灾/生物质燃烧（参见东南亚霾害（英语：Southeast Asian haze）），产生温室气体的速率很高，是造成空气污染的几项重要原因，这种空气被对流抬升并扩散到西太平洋上空的大气中，饱含污染物的对流与​​在澳大利亚北部上空由平流气旋产生的清洁海洋空气形成鲜明的对比。 [1]。可溶性污染物在夏季大部分会被季风和风吹散，但到冬季，这些污染物会大量停滞在大气之中，[4]使化学赤道线两侧的划分更加明确。[5]

ITCZ空气上升至对流层后，分别向两极（北极和南极）移动，到南北纬30度沉降，形成哈德里环流圈，因此北半球较污染的空气仍会留在北半球。[3]而热带温池中的风暴系统也会透过泵浦作用，把污染空气提升到更高的大气中，因此让悬浮状态维持更长的时间，而助长其扩散的机会，而把大气污染物的影响更加扩大。[2]

这种北半球的污染体现在亚洲褐色云层（英语：Asian brown cloud），而褐色云层含有大量污染物，经常在南亚出现 - 包含印度洋北部、印度和巴基斯坦，通常出现的时间在每年的1月到3月[6][7]这个亚洲褐色云层的名词是联合国环境署所从事的印度洋实验（英语：Indian Ocean Experiment）报告中所创，[8]而实验的目的是测试来自东南亚的空气污染对印度洋产生的影响。[9]

这种云层的出现是因为例如森林火灾、生物质、汽车和工厂动力所需的燃烧，[10]以及工业过程中的燃烧不完全[11]所产生的空浮粒子以及污染，另外就是在冬季季风期间（每年11/12月到次年的4月），由于雨量稀少，空气中的污染物无法被冲刷除去的缘故。[4]但褐色云层不仅在前述印度洋发生，在东北亚的中国，因为依赖大量燃煤发电，以及蓬勃的工业生产，也会有类似的情况。

 
NASA卫星摄得位于东南亚上空的“褐色暴风云层”成像
 
笼罩中国，尤其在东北部的褐色云层。

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Hamilton, Jacqueline F.; Allen, Grant; Watson, Nicola M.; Lee, James D.; Saxton, Julie E.; Lewis, Alastair C.; Vaughan, Geraint; Bower, Keith N.; Flynn, Michael J.; Crosier, Jonathan; Carver, Glenn D. Observations of an atmospheric chemical equator and its implications for the tropical warm pool region. Journal of Geophysical Research. 2008, 113 (D20): D20313 [2022-09-08]. ISSN 0148-0227. doi:10.1029/2008JD009940. （原始内容存档于2022-05-24） （英语）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 University of York, 2008, 'Chemical Equator' Discovery Will Aid Pollution Mapping: Science Daily: https://www.sciencedaily.com/releases/2008/09/080923091339.htm （页面存档备份，存于互联网档案馆） (accessed November 2021).
  3. ^ 3.0 3.1 Andrea Thompson. Earth's Air Divided by Chemical Equator. LIVESCIENCE. 2008-09-30 [2022-07-07]. （原始内容存档于2021-05-21）. 
  4. ^ 4.0 4.1 Petit, C. W. (2003) "A darkening sky: A smoky shroud over Asia blocks both sun and rain" U.S. News & World Report (17 March 2003), 134(8): pp. 46-8
  5. ^ Lawrence, M. G.; Lelieveld, J. Atmospheric pollutant outflow from southern Asia: a review. Atmospheric Chemistry and Physics. 2010, 10 (22): 11017–11096 [2022-09-08]. ISSN 1680-7324. doi:10.5194/acp-10-11017-2010. （原始内容存档于2022-04-24） （英语）. 
  6. ^ Srinivasan. Asian Brown Cloud – fact and fantasy (PDF). Current Science. 2002-09-10, 83 (5): 586–592. （原始内容 (PDF)存档于2004-11-05）. 
  7. ^ Ramanathan, Veerabhadran; Crutzen, P. J. Indian Ocean experiment: An integrated analysis of the climate forcing and effects of the great Indo-Asian haze. Journal of Geophysical Research. 2001, 106 (D22): 28371–28398. Bibcode:2001JGR...10628371R. doi:10.1029/2001JD900133  . 
  8. ^ Ramanathan, Veerabhadran et al. (2002) The Asian brown cloud climate and other environmental impacts: impact study 互联网档案馆的存档，存档日期June 5, 2004，. Center for Clouds, Chemistry and Climate, United Nations Environment Programme, Nairobi Kenya, ISBN 92-807-2240-9, accessed 8 December 2008
  9. ^ Lelieveld, J.; Crutzen, P. J. The Indian Ocean Experiment: Widespread Air Pollution from South and Southeast Asia. Science. 2001, 291 (5506): 1031–1036. Bibcode:2001Sci...291.1031L. PMID 11161214. doi:10.1126/science.1057103. 
  10. ^ Gustafsson, Örjan; Kruså, Martin; et al. Brown Clouds over South Asia: Biomass or Fossil Fuel Combustion?. Science. 2009, 323 (5913): 495–498. Bibcode:2009Sci...323..495G. PMID 19164746. S2CID 44712883. doi:10.1126/science.1164857. 
  11. ^ Taylor, David. The ABCs of Haze. Environmental Health Perspectives. 1 January 2003, 111 (1): A21–A22. PMC 1241333  . doi:10.1289/ehp.111-a21a. （原始内容存档于2006-08-28）. 
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