强降水或极端干旱——世界范围内极端天气事件发生的频率正在增加。然而，现有的气候模型并不能充分显示它们的动态。卡尔斯鲁厄理工学院(Karlsruhe Institute of Technology, KIT)的研究人员认为，大气中的超细颗粒对云物理有重大影响，因此也对天气有重大影响。他们的飞机测量结果证实，虽然粗细粉尘浓度下降，但颗粒数的排放增加了，这是由于尾气净化系统燃烧化石燃料造成的。他们的研究结果可以在科学报告：https://doi.org/10.1038/s41598-022-11500-5

 根据政府间气候变化专门委员会(简称IPCC)的最新报告，干旱和强降水等极端天气将在未来增加。“到目前为止，气候研究人员将这些变化归因于二氧化碳浓度的增加和更温暖的大气中更高的水汽容量。”澳大利亚气象与气候研究所(IMK-IFU)大气环境研究部的沃尔夫冈·容克曼博士说，该研究所位于加米施-帕滕基兴的阿尔卑斯校区。他补充说，由于二氧化碳的长寿命，它在空间中均匀分布，然而，在没有考虑水循环的情况下，它不能充分解释分布和极端天气事件发生的变异性。

 容克曼与独立的澳大利亚航空研究(ARA)研究所的气候研究员约尔格·海克教授一起认为，化石燃料燃烧产生的几个到100纳米的超细颗粒对极端天气事件有重要影响，因为它们是凝结核，对云物理有区域性的短期影响。Junkermann解释说:“通过传统的云形成模型，我们可以表明，超细颗粒的增加导致了特别细的液滴的形成。”“因此，水在大气中停留的时间更长，降雨最初受到抑制，在对流层中部形成了一个额外的能量库，促进了极端降水。它可能发生在几百公里以外。纳米颗粒污染的不均匀分布可能解释极端天气事件在区域上的巨大差异。

来自现代废气净化的纳米颗粒

到目前为止，只有在非常罕见的情况下，才能直接观察到超细颗粒对云形成的影响。因此，研究人员利用了地球大气中超细颗粒物的数量和分布、水循环变化等数据。他们发现，在地球的许多地区，粒子数量的增加与区域降水模式的变化有关。容克曼说:“例如，在地中海上空，微粒浓度自20世纪70年代以来增加了25倍。”“在同一时期，可以观察到降水的强烈变化，常规降水减少，干旱和极端事件增加。澳大利亚和蒙古也遇到了类似的情况。这一发现是基于对小型飞机的广泛测量，该测量产生了可能是20年来这种类型最大的数据集。这些数据涵盖了亚洲、中美洲、欧洲和澳大利亚地区历史上可重建的排放和有充分记录的区域气候变化。

这些数据证实，自20世纪70年代以来，颗粒物排放急剧增加。Junkermann说:“在某些位置，我们发现高达15万个粒子/厘米3，而40年前只有1000个。”“这些极端浓度归因于发电厂、炼油厂或船舶交通，尤其是采用最新废气技术的大型焚烧厂。”自20世纪90年代以来，氨已被用于防止工业设施废气中氮氧化物(NOx)的形成。研究人员将这与许多纳米粒子发射到大气中联系起来。

呼吁气候研究

在他们的文章中，科学家们呼吁在气候研究场景中更好地考虑大气中不断增加的超细粉尘浓度。到目前为止所使用的计算是基于本世纪初排放情景的粉尘值。容克曼指出:“更新的数据将大大改善对水文循环、降水变化和极端天气事件的建模。”