到達(dá)地球表面的陽(yáng)光并不像我們想象的那么穩(wěn)定——事實(shí)上，由于污染和清潔空氣的努力，幾十年來(lái)它發(fā)生了巨大的波動(dòng)。幾十年來(lái)，由于污染和空氣凈化措施，地球表面的陽(yáng)光水平發(fā)生了變化。深入研究中國(guó)的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)明顯的變暗和變亮趨勢(shì)，這為氣候和太陽(yáng)能潛力提供了重要線(xiàn)索。

一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)深入研究了數(shù)十年的太陽(yáng)輻射數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了“變暗”（污染導(dǎo)致陽(yáng)光減少）和“變亮”（空氣質(zhì)量改善導(dǎo)致陽(yáng)光反彈）的明顯模式。中國(guó)的數(shù)據(jù)尤為突出，清晰地展現(xiàn)了污染對(duì)陽(yáng)光的嚴(yán)重阻擋，以及清潔能源政策如何能夠使陽(yáng)光恢復(fù)。這一不斷變化的太陽(yáng)輻射故事對(duì)氣候變化、生態(tài)系統(tǒng)和太陽(yáng)能生產(chǎn)具有重大影響。

太陽(yáng)可能每天都會(huì)升起，但實(shí)際到達(dá)地球表面的陽(yáng)光量卻會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生顯著變化。根據(jù)《大氣科學(xué)進(jìn)展》今日（4月15日）發(fā)表的一篇新觀點(diǎn)文章，這些長(zhǎng)期變化——被稱(chēng)為“變暗”和“變亮”——與空氣污染水平和清潔能源政策的有效性密切相關(guān)。

“地球表面接收到的陽(yáng)光量——也就是太陽(yáng)輻射能——并不一定能保持多年穩(wěn)定，而是會(huì)經(jīng)歷顯著的十年變化，正如我們研究的長(zhǎng)期歷史太陽(yáng)輻射測(cè)量數(shù)據(jù)所記錄的那樣，”通訊作者、瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院）大氣與氣候科學(xué)研究所教授馬丁·懷爾德（Martin Wild）說(shuō)道。“這些數(shù)據(jù)表明，從20世紀(jì)50年代到80年代，全球大部分地區(qū)的太陽(yáng)輻射能量都在下降——這被稱(chēng)為全球暗化——但此后，許多觀測(cè)點(diǎn)的太陽(yáng)輻射能量出現(xiàn)了部分恢復(fù)，這被稱(chēng)為全球亮化。”

為了探究這些趨勢(shì)，研究團(tuán)隊(duì)回顧了可追溯至20世紀(jì)初的科學(xué)研究。隨后，他們將研究重點(diǎn)縮小到中國(guó)，該地區(qū)擁有尤其詳細(xì)且一致的地表日照水平數(shù)據(jù)。

“中國(guó)為理解氣溶膠輻射效應(yīng)——即空氣污染物如何影響到達(dá)地球表面的太陽(yáng)輻射能量——提供了有利的環(huán)境，”維爾德說(shuō)。“中國(guó)擁有組織有序、長(zhǎng)期且空間均勻的地表觀測(cè)數(shù)據(jù)，使其成為世界上研究暗化和增亮方面最深入的地區(qū)之一，這從大量相關(guān)出版物中可見(jiàn)一斑。”

位于中國(guó)河北省香河市的大氣物理與大氣環(huán)境觀測(cè)站。該站由中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所運(yùn)營(yíng)。

研究人員在之前的研究中發(fā)現(xiàn)，到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能量的十年變化在中國(guó)尤為明顯。從20世紀(jì)60年代到90年代，太陽(yáng)能量大幅下降，而這一趨勢(shì)在21世紀(jì)初似乎開(kāi)始逆轉(zhuǎn)，近年來(lái)略有回升。

維爾德說(shuō)：“造成這些巨大變化的原因被認(rèn)為主要是由于‘變暗’階段空氣污染加劇，以及‘變亮’階段成功實(shí)施空氣污染緩解措施。”

維爾德解釋說(shuō)，多年來(lái)，化石燃料使用日益增多以及碳排放加劇造成的空氣污染實(shí)際上會(huì)攔截太陽(yáng)輻射，阻止其到達(dá)地球表面。大氣污染越嚴(yán)重，到達(dá)地球表面的陽(yáng)光就越少。如今，中國(guó)已開(kāi)始通過(guò)減少空氣污染來(lái)扭轉(zhuǎn)這一趨勢(shì)，更多的陽(yáng)光正在研究地球表面，這可能會(huì)帶來(lái)疊加效益。

“如果中國(guó)能夠完全從暗化階段恢復(fù)，并恢復(fù)到20世紀(jì)60年代的清潔大氣水平，那么該國(guó)的太陽(yáng)能發(fā)電量將獲得大幅提升，”維爾德說(shuō)道。“太陽(yáng)能十年來(lái)的暗化和增亮變化不僅對(duì)氣候和環(huán)境變化的各個(gè)方面至關(guān)重要，而且對(duì)于快速增長(zhǎng)的太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域的資源評(píng)估也具有重要意義。地球表面太陽(yáng)能的可用性對(duì)許多相關(guān)的生態(tài)和社會(huì)方面，以及生命的存在都至關(guān)重要，因此值得持續(xù)投入研究，并從地面和太空進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。”

然而，研究人員表示，要全面理解這種變暗和變亮現(xiàn)象的強(qiáng)度、成因、可預(yù)測(cè)性及其在廣泛應(yīng)用中的影響，仍面臨諸多挑戰(zhàn)。研究作者建議該領(lǐng)域的研究人員通力合作，專(zhuān)注于以最佳方式整合不同但互補(bǔ)的數(shù)據(jù)源中包含的多樣化信息，彌補(bǔ)剩余的不一致之處，從而盡可能深入地理解到達(dá)地球表面的陽(yáng)光變化。

編譯自/ScitechDaily