最も明るい夕日、曇った空、誰もが咳をしている日には、すべて共通点があります。それはすべて、空気中に浮遊する小さな粒子であるエアロゾルによるものです。 エアロゾルは、大気中に浮遊し、地球のエネルギーバランス全体を変化させる小さな液滴、ほこりの粒子、微細な黒い炭素の破片、およびその他の物質である可能性があります。
エアロゾルは地球の気候に大きな影響を与えます。 黒色炭素や褐色炭素のように地球の大気を温めるものもあれば、硫酸塩の液滴のように地球を冷やすものもあります。 科学者たちは、一般に、エアロゾルのスペクトル全体が最終的に地球をわずかに冷やすと考えています。 しかし、この冷却効果がどれほど強力で、数日、数年、または数世紀にわたってどれだけ進行するかは、まだ完全には明らかではありません.
エアロゾルとは？
「エアロゾル」という用語は、最も外側の端から惑星の表面まで、大気全体に浮遊している多くの種類の小さな粒子の総称です。 それらは、固体または液体、極小または肉眼で見るのに十分な大きさの場合があります。
ちり、すす、海塩などの「一次」エアロゾルは、惑星の表面から直接発生します。 それらは、突風によって大気中に持ち上げられたり、火山の爆発によって空中に高く舞い上がったり、煙突や火から吹き飛ばされたりします。 「二次」エアロゾルは、大気中に浮遊するさまざまな物質 (植物から放出された有機化合物、液体酸の液滴、またはその他の物質など) が衝突し、化学的または物理的反応を引き起こしたときに形成されます。 たとえば、二次エアロゾルは、アメリカ合衆国のグレート スモーキー山脈の名前の由来となったもやを作り出します。
エアロゾルは、自然発生源と人為起源の両方から放出されます。 たとえば、ほこりは、砂漠、乾いた川岸、乾いた湖、および他の多くの発生源から上昇します。 大気中のエアロゾル濃度は、気候イベントによって増減します。 最後の氷河期など、地球の歴史の中で寒くて乾燥した時期には、地球の歴史の温暖な時期よりも大気中のほこりが多かった. しかし、人々はこの自然のサイクルに影響を与えてきました。地球のある部分は私たちの活動の産物によって汚染され、他の部分は過度に湿っています.
海塩は、エアロゾルのもう XNUMX つの自然発生源です。 それらは風と海のしぶきによって海から吹き飛ばされ、大気の下部を埋める傾向があります。 対照的に、ある種の非常に爆発的な火山噴火では、粒子や液滴が上層大気に放出され、数か月または数年にわたって浮遊し、地表から何マイルも離れた場所に浮遊することがあります。
人間の活動は、さまざまな種類のエアロゾルを生成します。 化石燃料の燃焼は、温室効果ガスとしてよく知られている粒子を生成します。したがって、すべての自動車、航空機、発電所、および産業プロセスは、大気中に蓄積する可能性のある粒子を生成します。 農業は、空気の質に影響を与えるエアロゾル窒素製品などの他の製品だけでなく、粉塵も生成します。
一般に、人間の活動によって大気中に浮遊する粒子の総量が増加し、現在では 19 世紀の約 2,5 倍のほこりが存在しています。 一般に「PM2,5」と呼ばれる物質の非常に小さい (60 ミクロン未満) 粒子の数は、産業革命以降、約 XNUMX% 増加しています。 オゾンなどの他のエアロゾルも増加しており、世界中の人々の健康に深刻な影響を及ぼしています。
大気汚染は、心臓病、脳卒中、肺疾患、喘息のリスク増加に関連しています。 最近のいくつかの推定によると、空気中の微粒子は、2016 年に世界中で XNUMX 万人以上の早期死亡の原因となっており、子供と高齢者が最も深刻な被害を受けました。 微粒子への曝露による健康リスクは、中国とインドで最も高く、特に都市部で顕著です。
エアロゾルは気候にどのように影響しますか?
エアロゾルは主に XNUMX つの方法で気候に影響を与えます。大気に出入りする熱の量を変化させることと、雲の形成方法に影響を与えることです。
砕石からの多くの種類の粉塵のように、一部のエアロゾルは色が薄く、光をわずかに反射することさえあります。 太陽光線がそれらに当たると、それらは大気からの光線を反射し、この熱が地表に到達するのを防ぎます. しかし、この効果は否定的な意味合いを持つこともあります.1991年のフィリピンのピナツボ山の噴火は、1,2平方マイルの面積に相当する量の小さな光反射粒子を高成層圏に投げ込みました.その後、1815年間止まらなかった地球の寒冷化を引き起こしました。 そして、1816 年のタンボラ火山の噴火は、XNUMX 年に西ヨーロッパと北アメリカで異常な寒さを引き起こしました。そのため、「夏のない年」というあだ名が付けられました。非常に寒くて憂鬱だったので、メアリー シェリーがゴシック様式を書くきっかけにもなりました。小説フランケンシュタイン。
しかし、燃焼した石炭や木材からの黒い炭素の小さな粒子など、他のエアロゾルは逆に作用し、太陽からの熱を吸収します。 これは最終的に大気を暖めますが、太陽光線の速度を落とすことで地表を冷やします。 一般に、この効果はおそらく他のほとんどのエアロゾルによって引き起こされる冷却よりも弱いですが、確かに効果があり、大気中に炭素物質が蓄積すればするほど、大気は暖かくなります.
エアロゾルは、雲の形成と成長にも影響を与えます。 水滴は粒子の周りに合体しやすいため、エアロゾル粒子が豊富な大気は雲の形成に有利です。 白い雲は入射する太陽光線を反射し、太陽の光が地表に到達するのを防ぎ、地球と水を温めますが、惑星から絶えず放射される熱を吸収して、下層大気に閉じ込めます。 雲の種類と場所に応じて、周囲を暖めたり冷やしたりできます。
エアロゾルは地球にさまざまな影響を与える複雑なセットを持ち、人間はエアロゾルの存在、量、分布に直接影響を与えてきました。 気候への影響は複雑で変化に富んでいますが、人間の健康への影響は明らかです。空気中の微粒子が多いほど、人間の健康に害を及ぼします。