从火山到北极：科学家追踪二氧化硫的2000公里旅程 | 科技前线

2024年冰岛的Sundhnukagigar火山喷发场景，让很多人印象深刻。但更让人想不到的是，这场火山喷发竟让2000多公里外的北极遭了殃。

中国科学院合肥物质院的研究小组通过“星-地联合监测”，首次捕获到了冰岛火山喷发对北极的跨境污染过程。

研究人员发现，火山喷发的二氧化硫传播到了北极斯瓦尔巴群岛，导致该地区出现了严重的北极霾事件。

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千里追踪“化学烟雾”

冰岛火山喷发，短时间内通过裂隙式喷发，向大气层释放了大量二氧化硫和其他有毒气体。

这些气体污染了环境，在阳光照射下会转化成硫酸盐颗粒，既能引发酸雨，腐蚀建筑破坏森林，又像一把“遮阳伞”反射阳光，导致全球气温下降。

▲冰岛Sundhnukagigar火山喷发图

为追踪污染传输路径，科研团队“派出”卫星和地面两大“侦探”联合作战。

天上的“侦探”，是高分五号02星和大气环境监测01星上搭载的大气痕量气体监测仪（EMI）。EMI可以实现对全球大气痕量成分分布和变化的定量监测，为全球/区域痕量污染气体成分的分布和变化提供科学数据。卫星每天绕地球扫描，能以7×8公里（相当于6个足球场）的精度捕捉污染物。

地面的“侦探”，则是位于北极黄河站的MAX-DOAS光谱仪。它像“空气检测站”一样，已经连续10年监测北极大气中的污染物浓度和垂直分布。

通过“天地联合作战”，科研人员完整呈现了北极霾事件的过程。

卫星首先拍下了火山喷发的气体，地基设备持续追踪“烟迹”扩散路径。研究团队还借助污染源追踪模型，精确计算出污染物的“漂流日记”——从冰岛出发，再经高空风“快递”到北极。

▲基于卫星、地面观测和PSCF分析的冰岛火山喷发对北极的影响

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守护地球：从科学发现到全球预警

这项研究成果的背后，其实是中国环境监测技术的跨越式发展。

EMI作为国内首台高分辨率大气痕量气体监测载荷，单日即可扫描全球。而北极黄河站则是我国在极地大气研究中的“桥头堡”，10年数据积累为全球极区化学机制研究提供了关键支撑。

该研究不仅验证了我国新一代环境监测卫星的精准度，更为应对气候变化提供了关键技术支撑。研究团队正在研发的多星融合监测系统，未来有望实现每小时更新全球污染动态。

随着全球极端气候事件频发，这种星地协同的监测体系将成为守护地球家园的“生态预警机”。

论文链接：

https://doi.org/10.59717/j.xinn-geo.2024.100131

来源：中国科学院合肥物质科学研究院

责任编辑：宋同舟