劳拉·斯特雷夫，美国宇航局戈达德太空飞行中心 信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 2020年，全球平均表面温度是有记录以来最热的，与2016年持平，成为有记录以来最热的一年
去年也是迄今为止最活跃的飓风季节，许多风暴迅速加剧
温度和天气系统都与众多地球系统相互作用，并受其影响，每个系统都受到气候变暖的影响
其中之一是大规模的尘羽从一个大陆向另一个大陆的全球输送
2020年6月，一股“哥斯拉”尘柱从地球上最大、最热的沙漠撒哈拉沙漠穿过大西洋到达北美
虽然这一引人注目的羽状物成为了头条新闻，但美国国家航空航天局的科学家利用卫星数据和计算机模型相结合的方法预测，由于气候变化和海洋变暖，非洲每年的尘羽状物实际上将在下一个世纪缩小到20000年的最小值
撒哈拉沙漠是360万平方英里(920万平方公里)的干旱土地，横跨非洲的北半部，面积仅略小于美国大陆
每年有超过6000万吨富含营养物质的矿物粉尘被提升到大气中，形成一层巨大的热的、多尘的空气层，这些空气被风吹过大西洋，将这些营养物质输送到南美洲和加勒比海的海洋和植被中
美国国家航空航天局最近的研究概述了沙漠边界以外的因素和尘埃羽流发展之间的多米诺骨牌式联系
首先是北大西洋和南大西洋之间的温度差异，然后影响该地区持续的东西向风以及赤道附近降雨量相对较高的热带带，这两者都影响每年的灰尘羽流
在美国国家航空航天局的建模、分析和预测计划以及辐射科学计划的支持下，科学家们利用他们对这些关系的新理解，预测灰尘活动将比以前基于预期气候变暖的研究预测的要少得多
尘封的过去 马里兰州格林贝尔特美国宇航局戈达德太空飞行中心的大气科学家袁天乐说:“通过地面观测和卫星观测，我们看到了非洲尘埃的可变性。”
“事实上，它可以发生很大的变化，从一个月到一个月，从一天到一天，从一年到一年，甚至从十年到十年
" 最近的尘埃估计来自美国航天局卫星任务收集的数据，包括Terra、Aqua和云气溶胶激光雷达和红外探路者卫星观测，这是美国航天局和法国航天局国家空间研究中心的一项联合任务
研究人员还想知道全球平均温度和撒哈拉沙漠尘埃活动之间的关系是否发生在过去
几千年前的地质记录有助于揭示撒哈拉沙漠经历剧烈的环境变迁时过去的降雨量和营养水平
撒哈拉沙漠向美洲东部的沙尘输送高峰大约发生在12000年至17000年前，也就是最后一个冰河时代的末期
然后开始了非洲潮湿时期，在此期间，广阔的沙漠点缀着湖泊、植被和人类居住
增加的水分和植物生命稳定了地面，减少了灰尘
袁说:“那时撒哈拉沙漠相对潮湿。”
海岸外的北非沉积物核心和花粉记录显示，那里有更多的降雨和植被
“灰尘少得多
" 尽管自那以后灰尘的传播有所增加，研究小组发现，随着气候变暖，自然过程和人类活动现在都有可能将地球推回到灰尘最少的状态
每年，来自撒哈拉沙漠的数百万吨灰尘被东风吹进大气层，并被带到大西洋
这些羽状物可以从非洲大陆一直延伸到亚马逊雨林，在那里它们为植物提供养分
信用:美国宇航局戈达德太空飞行中心 海面温度直接影响风速，因此当北大西洋相对于南大西洋变暖时，将灰尘从东吹到西的信风变弱
因此，较慢的风从撒哈拉沙漠带走的灰尘较少
除了携带较少的灰尘之外，减弱的风还允许穿过热带的稳定雨带在沙漠的更多地方向北漂移，这抑制了灰尘并防止其被卷走
空气中的灰尘减少，可以像阳光一样将阳光从地球表面反射出去，这意味着更多的阳光和热量到达海洋，使海洋进一步变暖
所有这一切形成了一个温暖海面温度的反馈回路，导致尘埃减少，而尘埃减少反过来又导致了额外的变暖，综合影响了气候、空气质量以及风暴和飓风的形成
从灰尘到灰尘冲击 “尘埃在地球系统中扮演着重要的角色，”戈达德太空中心的大气研究员于宏斌说
“随着气候变暖，尘埃的减少可能会对各种现象产生深远的影响，但这些潜在的影响可能是好的，也可能是坏的
" 在穿越大西洋的旅途中，撒哈拉沙漠的灰尘散落在海洋中，滋养着海洋生物，同样，一旦登陆，植物也会生长
灰尘中的铁和磷等矿物质是亚马逊雨林的肥料，亚马逊雨林是地球上最大、生物多样性最丰富的热带森林
雨水将这些有价值的养分从土壤中冲刷到亚马逊河流域，使得从非洲输送的养分对维持健康的植被非常重要
尽管非洲的灰尘运输在土壤的形成和植被的维持中起着重要的作用，但是俞说，这也有一些负面影响，因为营养物质的增加会导致佛罗里达海岸的有害藻类大量繁殖，以及与灰尘沉积相关的珊瑚礁疾病和死亡
加勒比海的居民也可以看到一些好处，因为灰尘少意味着空气质量好
吸入灰尘对儿童、老人和患有哮喘等呼吸系统疾病的人来说尤其危险
这导致美国国家航空航天局地球应用科学项目的一个小组为波多黎各开发了一个预警系统，该系统现在为撒哈拉沙尘暴到达该岛提供了三天的准备时间，让医生和公共卫生官员有时间准备并与气象学家合作发布空气质量警报
他们利用美国航天局Terra和Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪、美国国家海洋与大气管理局(NOAA)地球静止业务环境卫星(GOES-16 EAST)上的高级基线成像仪(ABI)和美国国家海洋与大气管理局(NOAA)Soomi NPP联合卫星上的可见红外成像辐射计套件(VIIRS)的数据，在撒哈拉尘卷去年到达波多黎各等岛屿之前，帮助探测其前进，以便处于风险中的社区能够为潜在的不利健康影响做好准备
尘埃会落定吗？ “故事的最后一部分是展望未来，”袁说
“鉴于我们正在描绘的气候变化图景，我们想知道撒哈拉沙漠的灰尘会是什么
但是直接预测尘埃活动真的很难，因为它涉及很多过程
" 在预测全球变暖的情况下，研究小组使用了来自耦合模型相互比较项目5 (CMIP5)的模型数据，这些数据表明，在未来20到50年内，撒哈拉沙漠的沙尘活动比当前水平至少减少了30%，并且在此之后还会继续下降
“由于气候变化，人类在非洲潮湿时期经历的最少时间可能会被超过，”袁在谈到非洲潮湿时期的灰尘水平时说
随着尘羽的减少，它们对海洋中植被的影响也会减少
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