??20世紀70年代初，對不同地理區(qū)域云降水效率的研究表明，氣溶膠的性質對云滴的濃度和大小及降水有很大影響。

　　1972 年召開的斯德哥爾摩人類環(huán)境會議，促進了對潛在的氣候變化和相關領域的研究。

　　隨著人們對氣候變化的關注以及對氣溶膠認識的逐步深入，氣溶膠的氣候效應理論于20世紀70年代末被提出來，研究的重點主要針對云的反照率和大氣輻射收支的影響。

　　20世紀80年代以后氣溶膠的化學成分引起了特別的關注，對氣溶膠和酸雨的研究在國內外呈蓬勃之勢，其中大量的實驗研究基于云和降水過程對氣溶膠的清除，并關注酸性物質的濕沉降。

　　一、對降水的影響

　　在降水的形成和沉降過程中，PM2.5起著十分重要的作用，對降水的性質有著舉足輕重的影響。

　　有研究顯示，PM2.5排放的增加改變了云微物理特性，抑制了降水，使得東亞及華東地區(qū)年降水量分別減少5.8%和13%。

　　此外，氣溶膠增加還引起亞洲大陸上凈短波輻射減少，造成地表氣溫普遍降低，夏季平均氣溫變化最大的巴爾卡什湖附近氣溫降低達2.5℃以上，由此導致海陸熱力對比減小、亞洲夏季風減弱，進而加劇了東亞夏季降水的減少。

　　另外，英國《自然·地球科學)雜志發(fā)表的研究成果指出，大氣中PM2.5濃度的增加能夠顯著影響云的形成和發(fā)展及伴隨的降水過程。

　　在干燥地區(qū)或季節(jié)，顆粒物增加會抑制降水；在濕潤地區(qū)或季節(jié)，顆粒物增加會增加降水和暴雨強度。

南澇北旱

　　人活動排放的氣溶較是影響中國干早與暴雨分布的可能因子之一

　　有研究通過模擬分析認為，中國南部和印度等氣溶股高值區(qū)降水增多；BC氣溶膠的增加使青藏高原南北側分別產生了一個強的上層東風和西風帶，形成一個反氣旋環(huán)流，并可能與過去數(shù)十年中國南澇北早加劇的趨勢有關。

　　有學者在氣候模式中納入含碳氣溶膠（黑炭和有機炭）的作用，模擬表明中國南部、印度云量減少，地表溫度上升，降水減少；而中國北部（30°~40°N）、孟加拉灣云量增加，地表溫度下降，降水增加，即總體上中國呈現(xiàn)北澇南早趨勢，與前面的研究結論相反。

　　有學者研究認為，自20世紀80年代起，華南和沿海地區(qū)工業(yè)經濟迅速發(fā)展所引起硫酸鹽氣溶膠大量增加所產生的降溫效應，可能是東亞夏季風出現(xiàn)異常的主要原因之一，并使得降水帶呈南移趨勢。

　　硫酸鹽氣溶膠明顯削弱到達地面的太陽福射，從而減少了該區(qū)域夏季海陸熱力差異，造成東亞夏季風環(huán)流減弱，西太平洋副熱帶高壓脊線南移，季風雨帶向南偏移。

　　二、對酸雨的影響

　　大氣顆粒物通過干濕沉降可對生態(tài)系統(tǒng)產生廣泛而重要的環(huán)境影響，我國大氣濕沉降的時空分布特點反映了大氣顆粒物及其氣態(tài)前體物對降水的化學組成和酸性的影響。

　　SO42-與NO3-顆粒物是最重要的致酸物種。

　　通常認為，導致降水pH<5.6的酸性物質主要是人類排放的硫氧化物和氮氧化物，它們在大氣中經過各種氧化反應生成了硫酸和硝酸。

　　20世紀80年代末，在廬山開展的降水化學垂直分布觀測表明，氣溶膠對大氣降水中SO42-的貢獻高達91%。

　　有學者基于中國氣象局78個酸雨站進行的降水化學研究發(fā)現(xiàn)，我國酸雨中SO42-/NO3-的比值全國平均值為6左右，表明我國降水基本上屬于硫酸型；在南方高硫煤地區(qū)由于SO2和硫酸鹽顆粒物含量高，SO42-/NO3-的比值可大于10；在大城市周圍由于汽車排放的NOx增加，SO42-/NO3-的比值可小于4；降水中NH4+/Ca2+比M南方一般大于1，北方則小于1。

我國酸雨呈現(xiàn)南強北弱的特點

　　銨鹽和礦物組分中的CaCO3和MgCO3是顆粒物中的主要堿性組分，可中和顆粒物和干濕沉降的酸度。

　　亞洲沙塵中富含這些堿性礦物顆粒，其長距高傳輸是我國北方及東北亞地區(qū)的降水pH增加0.5~2.0，從而顯著降任酸沉降對這些地區(qū)的影響。

　　我國一些北方地區(qū)環(huán)境大氣中SO2濃度較南方地區(qū)高，但南方地區(qū)出現(xiàn)大面積酸雨而北方地區(qū)較少發(fā)生酸雨，土壤性質的差異是其中的重要原因。

　　我國北方土壤的堿性物質含量高，TSP中的堿性物質濃度也高于酸性物質，因而對酸性降水具有較大的中和緩沖能力；相反，南方大氣顆粒物中堿性物質濃度低，其緩沖能力弱于北方。

　　三、對氣候變化的影響

　　有學者曾預測，若全球大氣氣溶膠的本底濃度增加4倍，將導致地表平均溫度降低3.5℃。

　　之后，全球性的普遍增暖現(xiàn)象使氣溶膠對氣候的降溫效應被淡化。

　　1991 年，菲律賓皮納土博火山噴發(fā)，大量的塵埃和硫酸鹽氣溶膠進入平流層，并在其長達1~2年的壽命期內逐漸均勻分布，而次年全球平均氣溫下降了0.5℃。

　　1991年海灣戰(zhàn)爭爆發(fā)后，科威特油井的數(shù)百萬桶原油被焚燒，所產生的煙霧遮天蔽日持續(xù)數(shù)月，由于大范圍的氣溶膠陽傘效應，致使科威特周邊地區(qū)溫度明顯降低。

　　由此，氣溶膠對氣候的影響重新獲得關注，并作為影響氣候變化一個重要因子日益引起了科學界的普遍重視。

美國宇航局這一新的數(shù)據(jù)集結合了來自全球各地的實測數(shù)據(jù)以及利用氣候模型開展模擬得到的預測數(shù)據(jù)

　　對氣候變化的影響機制復雜， 尚難以準確街量

　　PM2.5對氣候變化的影響分為直接效應和間接效應。

　　一方面，顆粒物通過吸收和散射大陽輻射以及吸收和釋放地表的紅外輻射而直接影響氣候；另一方面，顆粒物作為云凝結核而改變云的微物理、光學特性以及降水效率， 從而間接影響氣候。

　　氣溶膠的間接氣候效應包括：以微物理作用影響云滴數(shù)密度、云滴粒徑的第一間接效應（云反照率效應），影響云層厚度及其生命周期的第二間接效應（云生命周期效應），此外還有半直接效應。

　　后者的機制表現(xiàn)為對流層氣溶膠吸收投波輻射導致對流層增溫，進而改變對流層相對濕度及其穩(wěn)定性，最終影響云的形成及其生命周期。

　　此外，氣溶膠可以改變反應性溫室氣體的多相化學反應；通過沉降為海洋生物提供營養(yǎng)物，影響其初級生產力，并進而影響CO2和二甲基硫等輻射活性氣體的釋放，影響海洋生物泵過程，引起海洋和全球碳循環(huán)的變化，導致極為重要的生態(tài)環(huán)境和氣候效應。

　　根據(jù)IPCC第四次評估報告（2007年），估計氣溶膠的直接效應為-0.5W/m2，其科學認知程度為中-低；氣溶膠通過與云的作用所導致的間接效應為-0.7W/m2，其科學認知程度為低。

　　與第四次評估報告相比，IPCC（2013年）第五次評估報告的氣溶膠強迫的絕對值在減小。

　　全球氣溶膠氣候效應估算存在著較大的不確定性，這種不確定性遠大于估算值本身。

　　事實上，氣溶膠、云和降雨的交互作用及反饋效應的不確定性是氣候敏感度不確定性高和預測的21世紀全球平均地表溫度升高范圍大（1~6℃）的原因。

　　與溫室氣體相比，氣溶膠氣候效應的影響因素要復雜得多且尚未很好量化，迄今對其輻射強迫尤其是間接氣候效應的科學認知水平仍較低。

　　這主要由于所涉及的氣溶膠物理化學性質的復雜性以及相關的觀測歷史較短，至今尚缺少全球范圍的氣溶膠分布數(shù)據(jù)；另一方面是由于對氣溶膠的排放、成核和生長的機理，以及氣溶膠與云作用的物理化學過程等了解有限。

　　本文節(jié)選于《大氣細顆粒物污染》，由中國環(huán)境科學學會編著。