大流行病的减排对大气产生了意想不到的影响

新冠肺炎大流行期间的全球限制导致旅行和其他经济活动大幅减少，导致排放量降低。从这里可以看到，在疫情期间，哥伦比亚的高速公路几乎空无一人。

在疫情期间，地球大气层对排放量的下降做出了令人惊讶的反应，这表明气候变暖和空气污染之间的联系是多么紧密。

新冠肺炎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。这一突然的变化让科学家们对需要数年时间才能实现的结果有了前所未有的看法。

利用美国国家航空航天局和其他国际航天机构的卫星数据，对新冠疫情对大气的影响进行了一项全面的新调查，揭示了一些意想不到的发现。该研究还为应对气候变暖和空气污染的双重威胁提供了见解。这项新研究的主要作者、加州帕萨迪纳加州理工学院的博士后Joshua Laughner说：“我们已经过了可以将这些问题视为两个独立问题的地步。”“为了了解是什么导致了大气的变化，我们必须考虑空气质量和气候是如何相互影响的。”

这篇论文发表在11月9日的《美国国家科学院院刊》上，源于加州理工学院W.M.凯克空间研究所主办的一个研讨会，该研究所和加州理工大学管理的南加州喷气推进实验室的科学家领导了该研讨会。来自大约20所美国和国际大学、联邦和州机构以及实验室的参与者确定了四种大气成分进行深入研究：两种最重要的温室气体，二氧化碳和甲烷；以及两种空气污染物，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，尽管2020年二氧化碳排放量下降了5.4%，但大气中的二氧化碳含量仍在以与前几年大致相同的速度增长。JPL碳小组负责人、该研究的合著者David Schimel说：“在之前的社会经济混乱时期，比如1973年的石油短缺，你可以立即看到二氧化碳的增长率发生了变化。”“我们都希望这次也能看到。”

利用美国国家航空航天局2014年发射的轨道碳观测2号卫星和美国国家航空宇航局戈达德地球观测系统大气模型的数据，研究人员确定了这一结果的几个原因。首先，尽管排放量下降了5.4%，但大气浓度的增长在自然过程引起的正常逐年变化范围内。此外，海洋从大气中吸收的二氧化碳没有近年来那么多——这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（NOx）在阳光下会与其他大气化合物反应产生臭氧，对人类、动物和植物健康构成威胁。然而，这绝不是他们唯一的反应。Laughner说：“NOx化学是一个极其复杂的纱线球，你在其中拖动一个部分，其他五个部分发生变化。”

如前所述，与新冠肺炎相关的氮氧化物下降迅速导致全球臭氧减少。这项新研究利用卫星对各种污染物的测量，揭示了限制氮氧化物的不太积极的影响。这种污染物反应形成一种名为羟基自由基的短命分子，羟基自由基在分解大气中的长寿命气体方面发挥着重要作用。通过减少氮氧化物排放——这与清理空气污染一样有益——疫情还限制了大气净化另一种重要温室气体甲烷的能力。

从分子到分子，甲烷在捕获大气中的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，对疫情期间甲烷排放量下降幅度的估计尚不确定，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降低大气中甲烷的浓度。相反，甲烷在过去一年中增长了0.3%，比过去十年中的任何时候都快。随着氮氧化物的减少，清除甲烷的羟基自由基也减少了，因此甲烷在大气中停留的时间更长。

大流行病的教训

这项研究后退了一步，询问新冠疫情可以教会我们什么，让我们了解低排放的未来会是什么样子，以及世界会如何实现这一目标。

值得注意的是，尽管许多经济部门的活动减少，但到2020年下半年，排放量已恢复到接近疫情前的水平。作者认为，排放量的反弹可能是企业和个人利用当今全球能源基础设施保持有限经济生产力所必需的。研究指出，“这表明，在短期内，减少这些工业和住宅部门的活动是不现实的”。“永久性地减少这些行业的排放需要它们向低碳排放技术过渡。”