2024年冰島的Sundhnukagigar火山噴發場景，讓很多人印象深刻。但更讓人想不到的是，這場火山噴發竟讓2000多公里外的北極遭了殃。

中國科學院合肥物質院的研究小組通過“星-地聯合監測”，首次捕獲到了冰島火山噴發對北極的跨境污染過程。

研究人員發現，火山噴發的二氧化硫傳播到了北極斯瓦爾巴群島，導致該地區出現了嚴重的北極霾事件。

01

千里追蹤“化學煙霧”

冰島火山噴發，短時間內通過裂隙式噴發，向大氣層釋放了大量二氧化硫和其他有毒氣體。

這些氣體污染了環境，在陽光照射下會轉化成硫酸鹽顆粒，既能引發酸雨，腐蝕建筑破壞森林，又像一把“遮陽傘”反射陽光，導致全球氣溫下降。

▲冰島Sundhnukagigar火山噴發圖

為追蹤污染傳輸路徑，科研團隊“派出”衛星和地面兩大“偵探”聯合作戰。

天上的“偵探”，是高分五號02星和大氣環境監測01星上搭載的大氣痕量氣體監測儀（EMI）。EMI可以實現對全球大氣痕量成分分布和變化的定量監測，為全球/區域痕量污染氣體成分的分布和變化提供科學數據。衛星每天繞地球掃描，能以7×8公里（相當于6個足球場）的精度捕捉污染物。

地面的“偵探”，則是位于北極黃河站的MAX-DOAS光譜儀。它像“空氣檢測站”一樣，已經連續10年監測北極大氣中的污染物濃度和垂直分布。

通過“天地聯合作戰”，科研人員完整呈現了北極霾事件的過程。

衛星首先拍下了火山噴發的氣體，地基設備持續追蹤“煙跡”擴散路徑。研究團隊還借助污染源追蹤模型，精確計算出污染物的“漂流日記”——從冰島出發，再經高空風“快遞”到北極。

▲基于衛星、地面觀測和PSCF分析的冰島火山噴發對北極的影響

02

守護地球：從科學發現到全球預警

這項研究成果的背后，其實是中國環境監測技術的跨越式發展。

EMI作為國內首臺高分辨率大氣痕量氣體監測載荷，單日即可掃描全球。而北極黃河站則是我國在極地大氣研究中的“橋頭堡”，10年數據積累為全球極區化學機制研究提供了關鍵支撐。

該研究不僅驗證了我國新一代環境監測衛星的精準度，更為應對氣候變化提供了關鍵技術支撐。研究團隊正在研發的多星融合監測系統，未來有望實現每小時更新全球污染動態。

隨著全球極端氣候事件頻發，這種星地協同的監測體系將成為守護地球家園的“生態預警機”。

論文鏈接：

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

來源：中國科學院合肥物質科學研究院

責任編輯：宋同舟