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東部赤道太平洋是聖嬰現象（El Niño）的發源地，對於調控全球均溫及影響世界各地極端天氣事件扮演關鍵角色，因此了解哪些因素會影響赤道太平洋的海水溫度，對於預測氣候變化至關重要。由臺灣大學大氣系副教授黃彥婷帶領的研究團隊，在今（2024）年1月發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）中的研究指出，即便氣膠（aerosols，又稱氣溶膠）的減排至今已經過數十年，但人類釋放的氣膠對赤道太平洋海水溫度的影響，卻可能在近年達到高峰，刷新了過去對於氣膠影響力的認知。
 
東部赤道太平洋地區的海水溫度高低，對氣候學家來說是一項重要的預測任務，然而此區域在過去40年中卻出現了海表溫度降低的現象，此異常趨勢一直是科學界探討的焦點。在全球暖化趨勢日益明顯的背景下，這種情況更是引起了人們的關注。
 
這次研究團隊發表的研究，指出前述的東部赤道太平洋水溫異常與氣膠有關。氣膠是指穩定地懸浮於氣體中的固體或液體微粒，其中的顆粒物質則被稱作懸浮粒子，粒徑大小多在0.01∼10微米（μm）之間，人為排放的氣膠與空氣汙染相關，常見成分有硫酸鹽、黑碳等。氣膠會吸收或散射大氣輻射，減少到達地表的輻射量，另外也會成為凝結核而影響雲的性質，進而改變地球的氣候。
 
雖然研究發現氣膠會影響東部赤道太平洋長期的海水溫度變化，但以往研究顯示氣膠在大氣中的壽命很短，僅有大約兩週，若遇到下雨則更短。然而在這項研究中卻發現氣膠所產生的氣候效應，在人類控制空氣汙染、氣膠減排後的數十年才顯現。
 
研究團隊表示，這種特殊的延遲反應可以透過氣候系統對氣膠輻射冷卻的快速和慢速兩種時間尺度反應來解釋。首先，大氣環流在氣膠減排後迅速調整，改變熱帶信風強度，進而導致東南及中赤道太平洋的冷卻。其次，自工業革命以來氣膠排放冷卻效應進入海洋，逐漸增強海洋經向翻轉流，進而冷卻赤道次表層海水。這兩個因素相結合，使得氣膠對東赤道太平洋表層及次表層的冷卻效果在2020∼2030年之間達到高峰。
 
這項研究為理解熱帶太平洋的氣候變化提供了新的視角，將研究重心從單一洋盆波動動力學，轉移到由能量變化驅動的跨半球和跨洋盆的遙相關機制。從實用性的角度來看，此研究為評估和修正全球氣候模型預測提供了框架，並暗示氣膠作為減緩全球暖化的保護傘可能將加速消失。
 
此研究成果將對全球氣候變化的預測和對策產生重要影響，也揭露了人為空氣汙染的影響極可能比過去想像的更廣泛、更長久。期待這項研究能為未來的氣候變化研究提供更多的洞見，並對全球性的氣候議題提供更深入的理解。

 
新聞來源
1. 國立臺灣大學（2024年2月21日）。都會區空氣污染對熱帶太平洋與全球氣候的影響。國立臺灣大學，https://www.ntu.edu.tw/spotlight/2024/2238_20240221.html
2. Hwang, Y. T. et al. (2024). Contribution of anthropogenic aerosols to persistent La Niña-like conditions in the early 21st century. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(5), e2315124121.