根据一项新研究，地球的大气层对COVID-19大流行期间排放的减少做出了令人惊讶的反应，显示出气候变暖和空气污染的密切联系。COVID-19大流行以及由此导致的全球各国对旅行和其他经济部门的限制，在短短几周内大幅减少了空气污染和温室气体排放。这种突如其来的变化让科学家们看到了一个前所未有的结果，而这些结果需要规定多年才能实现。

利用美国宇航局（NASA）和其他国际空间机构的卫星数据，研究人员对COVID-19大流行对大气的影响进行了一项全面的新调查，揭示了一些意外的发现。该研究还为解决气候变暖和空气污染的双重威胁提供了见解。新研究的主要作者、加州理工学院的博士后Joshua Laughner说：“我们已经过了可以将这些视为两个独立问题的阶段。为了了解是什么在推动大气层的变化，我们必须考虑空气质量和气候如何相互影响。”

这篇论文于11月9日发表在《美国国家科学院院刊》上，是由加州理工学院W.M.Keck空间研究所主办的研讨会产生的，由该机构和加州理工学院管理的南加州喷气推进实验室的科学家领导。来自大约20所美国和国际大学、联邦和州政府机构以及实验室的参与者确定了四个大气成分进行深入研究：两个最重要的温室气体，二氧化碳和甲烷；以及两个空气污染物，氮氧化物和微小的硝酸盐颗粒。

二氧化碳

作者指出，最令人惊讶的结果是，虽然2020年二氧化碳排放量下降了5.4%，但大气中的二氧化碳量继续以与前几年差不多的速度增长。“在以前的社会经济中断期间，比如1973年的石油短缺，你可以立即看到二氧化碳增长率的变化，”JPL碳小组的负责人和该研究的共同作者David Schimel说。“我们都期望这次也能看到。”

利用NASA2014年发射的轨道碳观测站-2号卫星和NASA戈达德地球观测系统大气模型的数据，研究人员确定了造成这一结果的几个原因。首先，虽然5.4%的排放量下降很明显，但大气浓度的增长是在自然过程造成的每年变化的正常范围内。另外，海洋并没有像近几年那样从大气中吸收大量的二氧化碳--可能是对海洋表面空气中二氧化碳压力降低的意外快速反应。

空气污染物和甲烷

氮氧化物在阳光下可以与其他大气化合物发生反应，产生臭氧，对人类、动物和植物的健康构成威胁。然而，这决不是它们的唯一反应。 Laughner说：“氮氧化物的化学反应是一个极其复杂的线团，你拉动一个部分，其他五个部分就会改变。”

正如之前所报道的，与COVID相关的氮氧化物的下降迅速导致了全球臭氧的减少。这项新的研究利用卫星对各种污染物的测量，发现了限制氮氧化物的一个不太积极的影响。这种污染物反应形成一种叫做羟基的分子，它在分解大气中的长命气体方面起着重要作用。通过减少氮氧化物的排放--尽管这对清除空气污染是有益的--这种大流行病也限制了大气层清除另一种重要温室气体的能力：甲烷。

以分子为单位，甲烷在大气中捕获热量方面比二氧化碳有效得多。由于一些人为原因，如油田基础设施维护不善，对大流行期间甲烷排放量的估计并不确定，但一项研究计算出甲烷排放量减少了10%。

然而，与二氧化碳一样，排放量的下降并没有减少大气中的甲烷浓度。相反，甲烷在去年增长了0.3%--这一速度比过去十年中的任何时候都要快。随着氮氧化物的减少，有更少的羟基自由基来清除甲烷，所以它在大气中停留的时间更长。

从大流行中得到的教训

该研究退一步问，大流行病可以教给我们关于低排放的未来可能是什么样子，以及世界可能如何到达那里。

值得注意的是，尽管许多经济部门的活动减少，但到2020年年下半年，排放量恢复到接近大流行前的水平。作者的理由是，这种排放的反弹可能是企业和个人利用当今世界范围内的能源基础设施，维持有限的经济生产力所必需的。研究报告指出：“这表明，减少这些工业和住宅部门的活动在短期内是不现实的”，作为减少排放的手段。“永久性地减少这些部门的排放将需要他们过渡到低碳排放技术。”

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