全球研究:燃煤发电厂干扰降雨

全球研究:燃煤发电厂干扰降雨

尾气过滤器中的超细颗粒“比道路交通更糟糕”

一项历时15年的最新国际研究显示，现代燃煤电厂产生的超细粉尘颗粒比道路交通产生的粉尘颗粒还要多，甚至可以改变和重新分配降雨模式。研究表明，现代燃煤电厂的过滤系统是超细颗粒物的最大来源，对气候有多方面的影响。

在城市地区，道路交通长期以来被认为是可能对健康和环境产生不利影响的小颗粒排放的主要来源。然而，长期测量揭示了一个特别影响区域气候的来源:现代燃煤发电站。长期研究的主要结果如下:

现代燃煤电厂排放的UFP超过城市道路交通

UFP会危害人类健康

UFP可以通过增加凝结核数来影响降水在局域尺度和区域尺度上的分布

UFP可以在数百公里的高浓度层中运输，然后导致远离其来源的局部“粒子事件”(地面上短期粒子浓度的急剧上升)。

研究还发现，自从现代燃煤发电站在世界各地投入使用以来，UFP浓度不断上升。

在欧洲、澳大利亚、甚至墨西哥和内蒙古的测量飞行中，研究团队使用了两架不同寻常的小型研究型飞机，一架是澳大利亚世界上仪器最齐全的motorglider，另一架是德国研发的“三轮车”(trike)，据信这是世界上最小的载人研究型飞机。飞行实验室配备了高度敏感的仪器和传感器，可以测量灰尘颗粒、痕量气体、温度、湿度、风力和能量平衡。两架研究飞机特别适合在下风几百公里的范围内跟踪来自烟囱的烟羽，并对它们的行为进行详细的研究。

然后，科学家们将这些数据与气象观测联系起来，并使用分散和传输模型来追溯它们的起源。通过这种方式，我们发现，多年来，化石发电站已经成为全球最强大的超细粒子单独来源。它们极大地影响气象过程，并可能导致极端天气事件，包括强降雨事件。通过重新分配降雨事件，这可能会导致一些地方比平常更干旱，而其他地方则会出现异常严重和持续的强降雨。

UFP直径小于100 nm，对环境过程有巨大的影响，能够影响云和降水的性质。UFP提供了大气中化学反应的表面，或者可能影响云和降水的性质。在野外，森林火灾、沙尘暴或火山爆发会产生细颗粒，但大多不在纳米范围内。

为了研究UFP的存在、分布和运输过程，研究人员不仅将他们的仪器飞到燃煤电厂附近或顺风处，还飞到过去在地面测量UFP浓度很低的偏远地区。具体来说，在降水趋势明显的地区，如澳大利亚西部内陆和昆士兰州，研究人员发现，UFP浓度不断增加，可能与燃煤发电站和炼油厂的排放有关。废气净化是在有利于新粒子形成的最佳条件下进行的。向废气中添加氨是为了将氮氧化物转化为无害的水和氮。

与此同时，氨在合适的混合比例下可以形成颗粒，导致废气中的浓度变得很高。研究人员发现，这些非常小的颗粒从200-300米高的烟囱中排放出来后，通常会根据大气中的天气和气候条件扩散数百公里。