【自然环境】农药正在破坏世界土壤；研究：新发现大气环流增强了发生在北极附近的热浪和野火

原创 shrimp小小白 Science科学

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研究：新发现大气环流增强了发生在北极附近的热浪和野火
一项新研究揭示非洲撒哈拉尘埃如何跨大西洋到达美洲地区
美国政府宣布暂停北极国家野生动物保护区的石油和天然气开采租约
研究：农药正在破坏世界土壤
研究认为应采取紧急行动降低二氧化碳排放量以避免“史前水平”的气候变化

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一项新研究揭示非洲撒哈拉尘埃如何跨大西洋到达美洲地区

科学家发现，北极及其周边地区的夏季气候模式可能会导致欧洲热浪和大规模野火同时发生，而这些会给西伯利亚和北美亚极地地区造成空气污染。近年来的夏季，欧洲上空经常出现极端高温，包括西伯利亚和北美（阿拉斯加和加拿大）等北极地区及其周边地区的热浪和活跃的野火，这些都造成了广泛的空气污染。

如2019年7月，卫星探测到阿拉斯加的重大野火。最近不寻常的气候现象引起了居住在这些地区的许多人的极大关注。

现在，一个来自日本、韩国和美国的科学家团队揭示了北极地区野火、气溶胶（空气污染）和气候模式之间的关系。他们在《Environmental Research Letters》上发表了他们的发现。参与这项研究的是日本东京大学的Hisashi Nakamaru、韩国蔚山国立科学技术学院的Nakbin Choi博士和Myong-In Lee教授、来自日本三重大学的Yoshihiro Tachibana教授以及来自NASA戈达德太空飞行中心的两位科学家。

Yasunari表示：“野火导致了广泛的空气污染，主要是直径为2.5微米或更小的可吸入颗粒物(PM2.5)。北极的雾霾在冬季和春季是典型的现象，因为气溶胶存在于北极。在我们的科学领域，我们也知道，吸收光的气溶胶在雪表面的沉积可以引起所谓的雪变暗效应，这会加速雪融化。出于这些原因，需要对北极及周边地区的PM2.5和气溶胶进行长期评估。”

科学家们在他们的调查中使用了MERRA-2数据集和由卫星提供的火灾数据，这两种数据都是由NASA提供的，重点关注的为2003年至2017年的最近时期。他们评估了过去15年北极地区的综合空气污染（即PM2.5）从而试图弄清PM2.5跟气溶胶、野火和相关气候模式之间的关系。

“我们发现，15年来，北极PM2.5浓度最高的20个月里，有13个月是在夏季。PM2.5水平的升高跟相对较高的有机碳气溶胶浓度高度相关，这意味着发生了森林火灾。我们得出的结论是，夏季的野火导致了北极地区PM2.5异常高的那几个月。在那几个月里，野火很可能发生在极端温暖和干燥的条件下。这是由于欧洲、西伯利亚和北美亚极地地区也就是阿拉斯加和加拿大上空持续或发展的高压系统造成的。”

科学家们将这种气候（大气环流）模式即绕北极波(CAW)模式称为欧洲热浪、西伯利亚和北美亚极地地区野火同时发生的驱动因素。事实上，类CAW模式也出现在2019年初夏，这是在MERRA-2分析期间之外。

一项新研究揭示非洲撒哈拉尘埃如何跨大西洋到达美洲地区

在2020年6月的两个星期里，来自撒哈拉非洲的巨大尘埃羽流向西越过大西洋，覆盖了加勒比海和美国的墨西哥湾沿岸州。现在，堪萨斯大学的研究人员在《美国气象学会公报》上发表了一项新研究，解析了运送沙尘的机制。

他们研究结果解释了一个可能在未来几年由于气候变化而更频繁发生的现象，它影响了人类健康和运输系统。根据该研究，非洲尘埃使加勒比和美国海湾国家的天空变暗，这要归功于三重大气模式。其中，非洲的东风喷流将尘埃从非洲向大西洋地区输出。然后位于北大西洋副热带上空的高压系统 - 北大西洋副热带高气压，可以进一步将其向加勒比地区输送。一旦灰尘到达加勒比海地区，加勒比海低空喷流系统与副热带高气压一起可以进一步将灰尘从加勒比海地区运往美国。

研究人员使用卫星数据集来重建将灰尘从非洲运送到美洲的模式。他们主要使用Terra和Aqua卫星上的中分辨率成像光谱仪，Suomi国家极轨合作卫星上的可见光红外成像辐射仪套件，以及云雾剂激光雷达和红外探路者卫星观测卫星上的正交极化云雾剂激光雷达收集研究数据。

结合卫星数据和空气质量站的读数，研究人员用计算机分析了尘埃如何在喷气流系统之间传递，到达加勒比和美国，在那里它破坏了交通，并有可能改变天气。这些尘埃可以影响公共交通，也有环境影响，可以影响环流和降水。更糟糕的是，来自非洲的尘埃羽流有可能对美洲的人们造成健康问题。那些直径小于2.5微米的颗粒，很容易被带入人类的呼吸系统并导致呼吸道疾病。

还有一项研究发现，在美国，沙尘暴与非事故性和心血管疾病死亡率的增加有关。此外，还有在灰尘中的真菌，可能导致一种叫做山谷热的疾病，这种疾病发生在亚利桑那州和加利福尼亚州，与这些地区的沙尘暴有关。

美国政府宣布暂停北极国家野生动物保护区的石油和天然气开采租约

拜登政府周二推进了其暂停--甚至可能停止--在北极国家野生动物保护区进行石油和天然气钻探的计划。美国内政部（DOI）周二宣布，它暂停了前一届政府在唐纳德·特朗普离任前几周向石油和天然气开发商拍卖的租约。

周二的决定贯彻了美国总统乔·拜登在其就职典礼当天发布的行政命令，该命令要求内政部部长暂时暂停在该保护区的所有石油和天然气活动。根据周二发表的一份声明，在内政部进行新的环境审查期间，石油和天然气租约将被暂停。根据该审查，这些租约可能会被废除或受到更多限制。

美国内政部表示，它需要解决特朗普政府之前进行的环境审查的 “法律缺陷”。北极国家野生动物保护区是数量不断减少的北极熊的家园，也是每年迁徙的驯鹿返回产仔的地方。

特朗普政府在1月6日进行了一次匆忙的租赁销售，允许公司在北极国家野生动物保护区开发超过43万英亩的土地。面对原住民和环保人士的热议，主要的石油和天然气公司决定不竞标租赁。因此，这些土地以极低的价格出售--每英亩仅25美元，总价为1400万美元。国有的阿拉斯加投资发展和出口管理局得到了被拍卖的九块土地中的七块。根据Politico获得的FOIA文件，美国司法部随后匆忙对这些租约进行了反垄断审查。他们在一天之内就完成了审查，而不是通常需要的几周或几个月。

据《纽约时报》报道，Venetie部落政府的特别项目协调员Tonya Garnett在一份声明中说：“我要感谢拜登总统和内政部认识到上届政府对我们人民犯下的错误，并使我们走上了正确的道路。”

但是拜登面临着来自各团体的压力，要求他做更多的工作来保护阿拉斯加的其他地区免受石油和天然气基础设施的影响。上周，拜登政府提交了一份简报，支持康菲石油公司从北极国家野生动物保护区西部的阿拉斯加国家石油储备区抽出更多石油的计划。它还提出一项规则，允许石油和天然气公司在波弗特海和北极西部骚扰北极熊和海象，只要它们不被杀死。

在阿拉斯加以外的地区，活动人士呼吁拜登不要干预两场主要的输油管线之争。上个月，一家联邦法院允许达科他石油管道项目在接受环境审查时继续运营。虽然拜登停止了Keystone XL的建设，但他没有采取行动阻止Enbridge的3号线管道的建设，这是美国第一个大型管道废弃和替换项目。反对者说，数以千计的活动家正准备在本周进行反对3号线的示威。

研究：农药正在破坏世界土壤

铲起一铲健康的土壤，你可能会拥有比地球上的人口还多的生物。就像一个从不睡觉的地下城市的居民一样，成千上万种地下无脊椎动物、线虫、细菌和真菌不断过滤着我们的水、循环营养并帮助调节地球的温度。

然而根据最新发表在《Frontiers in Environmental Science》上的分析显示，在一排排玉米、大豆、小麦和其他单一作物密密地覆盖的农田下面，杀虫剂、除草剂和杀菌剂的有毒混合物正在对它们造成严重破坏。

这项研究是迄今对农药如何影响土壤健康进行的最全面的评估，其应该会立即引发美国环境保护署(EPA)等监管机构对美国批准使用的近850种农药成分构成风险的评估方式发生实质性变化。

目前，监管机构完全忽视了杀虫剂对蚯蚓、跳尾虫、甲虫和其他数千种地下物种的危害。

而新的研究表明，毫无疑问，这必须得到改变。

据悉，新研究由生物多样性中心(Center for Biological Diversity)、地球之友(Friends of the Earth)和马里兰大学的研究人员联合展开。在分析过程中，研究人员查看了近400项已发表的研究--这些研究共进行了2800多项关于农药如何影响土壤生物的实验。新论文综述了275种独特的土壤生物和284种不同的农药或农药混合物。

在这些实验中，有超70%的实验发现杀虫剂会危害对保持土壤健康至关重要的有机体，而EPA的安全审查目前从未考虑过这些危害。

不断升级的农药密集型农业和污染是许多土壤生物如地面甲虫和地面筑巢的蜜蜂急剧减少的主要驱动因素。它们被认为是过去十年土壤生物多样性丧失的最重要驱动因素。

然而农药公司和农药监管机构却对此采取忽视的态度。

EPA曾公开承认50%到100%的农业使用的农药最终会进入土壤。然而为了评估杀虫剂对土壤物种的危害，该机构仍使用单一的测试物种--一种整个生命都在地面上的人工盒子中度过的物种--欧洲蜜蜂来评估对所有土壤生物的风险。这意味着，农药的批准是在不考虑这些农药会如何伤害土壤微生物的情况下进行的。

而另一面，随着再生农业和土壤健康的原则在世界范围内得到普及，农药公司也纷纷赶时髦，对它们的产品进行绿色清洗。

现在，每家大型农药公司都有Web材料以宣传其在促进土壤健康方面的作用并经常提倡减少耕作和种植覆盖作物。作为一般原则，这两种做法确实有利于土壤健康，如果采取负责任的做法，将是可以采取的重大步骤。

然而农药公司知道，这些做法往往伴随着农药使用量的增加。当土地不耕种时，杀虫剂通常被用来杀死杂草，覆盖作物通常在种植前被杀虫剂杀死。

这种“进一步退一步”的做法阻碍了保护土壤取得有意义的进展。这一失败的长期环境代价显然不应该再被忽视。

土壤是地球上最复杂、生物多样性最丰富的生态系统之一，它们代表了地球近1/4的多样性。保护它们应该是优先考虑的事情，而不是事后考虑。

新研究表明，要实现这一目标，我们就必须面临减少全球对农药密集型农业日益增长且不可持续的依赖的任务。另外，EPA也需要采取积极措施开始保护土壤健康以解决杀虫剂对我们长期被忽视的地下物种的危害。

研究认为应采取紧急行动降低二氧化碳排放量以避免“史前水平”的气候变化

由圣安德鲁斯大学领导的国际科学家团队收集了横跨过去6600万年的数据，以提供关于如果二氧化碳水平继续以目前的速度上升，我们最终可以预期的气候类型的新见解。预计的上升将导致人类从未经历过的“史前水平”的温暖。

这项研究发表在2021年5月31日的科学杂志《地球和行星科学年度评论》上，提供了迄今为止最完整的二氧化碳在过去6600万年的变化历史，这是自恐龙最后一次在地球上游荡以来的时间。收集的数据比以往任何时候都更清楚地显示了二氧化碳与气候之间的联系。

与来自德克萨斯A&M大学、南安普顿大学和瑞士苏黎世联邦理工学院的同事合作，这个国际团队利用高科技实验室技术收集了过去15年的数据。

过去二氧化碳水平的化学指纹保存在微观的化石壳中，图为有孔虫

样品取自深海海底的泥芯，那里堆积着微观化石和古代分子，保存着二氧化碳和其它气体在当时的样子。通过敏感的仪器去感知这些古老的原子，科学家们可以检测到过去二氧化碳变化的化学指纹，这可以与今天的变化进行比较。例如，这项研究解释了，通过燃烧化石燃料和砍伐森林，人类现在是如何将二氧化碳驱赶到自大约300万年前以来从未见过的水平。

在过去6000万年里，大气中的二氧化碳水平和全球平均温度的历史：二氧化碳比例尺显示了二氧化碳的翻倍，因为这是控制气候的关键。

领导该国际团队的圣安德鲁斯大学地球和环境科学学院的詹姆斯·雷博士解释说。"例如，上一次二氧化碳像今天这么高的时候，有足够的冰融化，使海平面上升了20米，而且南极洲的温度足以让山毛榉树生长。如果我们允许化石燃料燃烧继续增长，我们的子孙可能会经历地球上大约5000万年没有出现过的二氧化碳水平，那个时候鳄鱼甚至都可以在北极地区游荡。二氧化碳曾经改变了我们星球的面貌，除非我们尽快减少排放，否则它将和以往我们从未见过的那样再次改变一切。"

今年11月在格拉斯哥举行的COP26会议上，各国政要们将致力于达成国际协议，将二氧化碳排放降低到净零水平，并防止大气二氧化碳浓度进一步上升。