7月22日《科学》杂志精选

2011-8-03 08:16 来源: 科学时报
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  由上而至的气候降温

  一项新的研究报告说,在过去十年左右的时间中,同温层(在是地球大气层中含有臭氧的区域)中气溶胶量的增加可帮助解释为什么自1998年以来全球暖化的速度放慢了。气溶胶(即极小的空气中的固体和液体颗粒)遍及整个大气层,它们是造成在诸如洛杉矶和北京等城市所见的阴霾天空的部分原因。海盐、尘土及火山灰是三种常见类型的自然发生的气溶胶;但这些空中的颗粒也可来自人所制造的来源(或者说是人造的),如燃烧化石性的燃料等。

  Susan Solomon及其同事将陆基和卫星上的测量相结合对在过去50年中所产生的辐射强迫(即当辐射到地球的太阳能多于辐射回太空的红外能时所出现的不平衡)同温层中的气溶胶量进行了模拟。

  他们将辐射强迫数据用于一个气候模型之中并观察到,自1998年以来,同温层中气溶胶的增加使得全球暖化减少了25%。这些结果提示,在同温层中增添的火山物质在最近几年中增加了其气溶胶的载量,而这一增加的幅度比先前认为得要更大。文章的作者指出,同温层中气溶胶的增加有部分是由人类排放的含硫前体物质(例如来自烧煤所产生的二氧化硫)造成的。该文章没有说明人类的活动相对于自然界的活动是如何对气溶胶的产生发生影响的;这是一个有待进一步研究的问题。

  “地球打嗝”造成物种大灭绝

  三叠纪末物种大灭绝(即在大约2亿年前造成地球上一半海洋生物被消灭的事件)被认为是在泛古陆分裂时火山活动的增加所引起的。但是,研究人员如今说,巨大量的碳被释放到大气之中及随之而来的快速的气候变化更有可能是此事件的肇因。

  Micha Ruhl及其同事创建了一个来自陆地植物蜡的碳同位素记录并发现,在三叠纪末物种灭绝的仅仅10万~2万年中,至少有12万亿吨的甲烷被喷射到大气之中。

  由于伴随泛古陆分解的火山活动持续了至少60万年的时间,研究人员提示,这一持续时间短暂的甲烷的爆发更可能是造成物种大灭绝的原因。他们说,三叠纪末植被的变化也提供了当时有着强力暖化事件及全球水循环增强的证据。Ruhl及其同事还说,他们的发现可帮助科学家们提前作计划,因为如果将我们已知的化石燃料全部烧掉的话,人类可向大气中排放5万亿吨或更多的碳。

  小鱼影响大系统

  先前的研究已经明确,干扰食物链最高端的食肉动物会以级联反应的方式向下对较下层的物种产生严重的影响。然而,如今的一项新的研究显示,捕捞处在低营养水平(或接近其食物链底部)的物种也同样可以对海洋生态的多个方面产生显著的影响。

  Anthony Smith及其同事观察了全世界5个经过充分研究的生态系统并发现,捕捞诸如鳀鱼、沙丁鱼、鲱鱼和鲭鱼这样低级的物种(即使是在捕捞被认为可最大程度地保存该物种的水平时)都会对海洋哺乳动物、海鸟及体型较大且具重要商业价值的鱼类产生严重的影响;这些影响既有负面的也有正面的。

  研究人员让不同物种的低等鱼类承受不同的捕捞压力并发现,捕捞某个生态系统中数量最大的鱼类,或是那些与该食物网连接程度最高的鱼类容易对这些生态系统产生最大的影响。

  例如,他们说,在加州洪堡海岸外捕捞鳀鱼会对那里的生态系统产生强力冲击,但在澳大利亚西南海岸捕捞它们,对那里的生态系统则仅有最小的影响。Smith及其同事说,将某些低级物种的捕捞率减半,捕鱼业仍然能够获得他们最大可持续产量的80%,但同时却能减轻对海洋生态系统的冲击。他们的发现应该对启发可确保捕鱼业维持可持续产量而同时又能保护生态系统不会崩溃的捕捞策略有帮助。

  (本栏目文章由美国科学促进会独家提供)