当天空变暗：科学家揭开数十年地球表面阳光水平波动的秘密

到达地球表面的阳光并不像我们想象的那么稳定——事实上，由于污染和清洁空气的努力，几十年来它发生了巨大的波动。几十年来，由于污染和空气净化措施，地球表面的阳光水平发生了变化。深入研究中国的数据，可以发现明显的变暗和变亮趋势，这为气候和太阳能潜力提供了重要线索。

一个国际研究团队深入研究了数十年的太阳辐射数据，发现了“变暗”（污染导致阳光减少）和“变亮”（空气质量改善导致阳光反弹）的明显模式。中国的数据尤为突出，清晰地展现了污染对阳光的严重阻挡，以及清洁能源政策如何能够使阳光恢复。这一不断变化的太阳辐射故事对气候变化、生态系统和太阳能生产具有重大影响。

太阳可能每天都会升起，但实际到达地球表面的阳光量却会随着时间的推移而发生显著变化。根据《大气科学进展》今日（4月15日）发表的一篇新观点文章，这些长期变化——被称为“变暗”和“变亮”——与空气污染水平和清洁能源政策的有效性密切相关。

“地球表面接收到的阳光量——也就是太阳辐射能——并不一定能保持多年稳定，而是会经历显著的十年变化，正如我们研究的长期历史太阳辐射测量数据所记录的那样，”通讯作者、瑞士联邦理工学院（苏黎世联邦理工学院）大气与气候科学研究所教授马丁·怀尔德（Martin Wild）说道。“这些数据表明，从20世纪50年代到80年代，全球大部分地区的太阳辐射能量都在下降——这被称为全球暗化——但此后，许多观测点的太阳辐射能量出现了部分恢复，这被称为全球亮化。”

为了探究这些趋势，研究团队回顾了可追溯至20世纪初的科学研究。随后，他们将研究重点缩小到中国，该地区拥有尤其详细且一致的地表日照水平数据。

“中国为理解气溶胶辐射效应——即空气污染物如何影响到达地球表面的太阳辐射能量——提供了有利的环境，”维尔德说。“中国拥有组织有序、长期且空间均匀的地表观测数据，使其成为世界上研究暗化和增亮方面最深入的地区之一，这从大量相关出版物中可见一斑。”

位于中国河北省香河市的大气物理与大气环境观测站。该站由中国科学院大气物理研究所运营。

研究人员在之前的研究中发现，到达地球表面的太阳能量的十年变化在中国尤为明显。从20世纪60年代到90年代，太阳能量大幅下降，而这一趋势在21世纪初似乎开始逆转，近年来略有回升。

维尔德说：“造成这些巨大变化的原因被认为主要是由于‘变暗’阶段空气污染加剧，以及‘变亮’阶段成功实施空气污染缓解措施。”

维尔德解释说，多年来，化石燃料使用日益增多以及碳排放加剧造成的空气污染实际上会拦截太阳辐射，阻止其到达地球表面。大气污染越严重，到达地球表面的阳光就越少。如今，中国已开始通过减少空气污染来扭转这一趋势，更多的阳光正在研究地球表面，这可能会带来叠加效益。

“如果中国能够完全从暗化阶段恢复，并恢复到20世纪60年代的清洁大气水平，那么该国的太阳能发电量将获得大幅提升，”维尔德说道。“太阳能十年来的暗化和增亮变化不仅对气候和环境变化的各个方面至关重要，而且对于快速增长的太阳能发电领域的资源评估也具有重要意义。地球表面太阳能的可用性对许多相关的生态和社会方面，以及生命的存在都至关重要，因此值得持续投入研究，并从地面和太空进行长期监测。”

然而，研究人员表示，要全面理解这种变暗和变亮现象的强度、成因、可预测性及其在广泛应用中的影响，仍面临诸多挑战。研究作者建议该领域的研究人员通力合作，专注于以最佳方式整合不同但互补的数据源中包含的多样化信息，弥补剩余的不一致之处，从而尽可能深入地理解到达地球表面的阳光变化。

编译自/ScitechDaily