2001年,起源于蒙古戈壁沙漠的一场巨大的沙尘暴越洋跨海,其影响甚至波及到大洋彼岸的美国与加拿大,从而激起了北美研究人员对探索这一远距离污染物质传播源的极大兴趣。此类亚洲沙尘暴在2002年11月25-26日在北卡罗莱纳州首府洛丽市举行的“中美沙尘暴及其对人类健康影响研讨会”(Sino-U.S. Workshop on Dust Storms and Their Effects on Human Health)上成了众人瞩目的焦点。假如说参与此次研讨会的80多人在某一问题上达成了共识的话,那就是:各国人民必须团结一致,共同了解、研究及对付沙尘暴;因为每个国家都已成为沙尘的输入国和输出国。
此次研讨会的内容包括各国政府规划的概况介绍、亚洲沙尘及其传播方式的观察资料(包括卫星图像和遥感数据)、沙尘暴的模拟和预报、气溶胶对气候的影响、沙尘颗粒的性质以及沙尘对生态系统和人类健康的影响。研讨会由旅美科技协会北卡分会(Chinese Association for Science and Technology,North Carolina Chapter)发起并组织。会议由美国航天局(NASA)、美国环保局(EPA)、美国农业部林业署(U.S. Department of Agriculture誷 Forest Service)、美国国家海洋与大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)及美国国立环境卫生科学研究院(NIEHS)共同资助。
北卡罗来纳州立大学海洋与大气科学系副教授、研讨会负责人谢立安说,中美两国科研人员的热情主要来自个人兴趣和职业兴趣。“我们中间许多人都亲身经历了中国的沙尘暴,”他说,“如果不能妥善管理土地资源、水资源和及其他自然资源,中国经济飞速发展的环境后果将会非常令人担忧。我们都希望能够在中国及全球实现可持续发展。”
不仅仅是尘埃
沙尘暴携带的沙尘会造成一系列问题,包括对海洋生态系统造成的影响(如“赤潮”的蔓延和珊瑚礁数量减少)、对高科技军事设备的干扰等。而且,尘埃还是加剧呼吸道疾病(如哮喘)、心血管疾病和全球气候变化的涉嫌因素。云团中的尘埃会影响降雨,从而影响局部地区的旱涝。由于其对辐射强度的影响,大气层中的颗粒物质(包括尘埃)对全球变暖的影响可能很快就会赶上温室气体,美国环保局空气质量规划和标准处(EPA誷 Office of Air Quality Planning and Standards)项目负责人张志诚(Carey Jang)指出。
但是,尘云中携带的不仅仅是尘埃--其中还携带了细菌、真菌、病毒以及各种其他微生物,包括聚多曲菌--一种可能引起加勒比海海扇的死亡的土源性真菌;还有危害极大的人类病原体--如引起鼠疫、汉他病毒、细菌性脑膜炎以及结核的各种微生物。这些微生物对免疫系统有缺陷的敏感人群的威胁尤其大,包括老年人和儿童。位于佛罗里达州圣彼得斯堡的美国地质调查局沿海和流域研究中心(U.S. Geological Survey誷 Center for Coastal and Watershed Studies)微生物学家Dale Griffin保守估计,大气层中每年由尘埃传播的细菌数量要超过一百亿亿(1x1018)。Griffin说,研究表明,大气尘埃中的可培植的微生物大约有30%可引起植物、树木、及动物疾病。
微生物并不是尘云传播的唯一有毒物质。它还可以传播杀虫剂、除草剂、药物等有毒的化学物质、燃烧废物产生的有毒物质(如二恶英和增塑剂,它们是两种已知的致癌物质和内分泌干扰物)以及工业废物。尘埃本身所含的矿物质也会构成威胁。例如,非洲红色尘云中所含的极其细小的铁颗粒(使云团呈红色)会引起肺部感染,时间长了会造成肺部疤痕形成。亚洲沙尘暴发生季节正值北美洲春夏季,这一季节污染物浓度本来就偏高。
沙尘暴演变
沙尘暴并不是新的自然现象。哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站(Lamont-Doherty Earth Observatory)科研人员Pierre Biscaye说,通过对冰核进行分析,他的研究小组已经获得了大气尘埃由亚洲向格陵兰岛传播了10万年的记录。发生变化的似乎只是沙尘暴的强度,而不是频率。谢立安说,对中国以往十年内的沙尘暴进行分析之后发现,每年的沙尘暴发生次数总体上呈下降趋势,但强沙暴次数有所增加。
得克萨斯理工大学风力科学与工程研究中心(Texas Tech University誷 Wind Science and Engineering Research Center)研究助理教授Thomas Gill将这一现象与世界其它地区飓风、龙卷风等同类气候相关现象的发生频率增加进行了类比。“这一现象也许预示着,在人类的认识范围以外,还存在一个更大的全球性气候变迁。”
沙尘暴由风等气候现象引起,但也有人类影响的因素,如沙漠地区土地利用不当造成的荒漠化。目前,人类活动对沙尘暴发生的影响程度还不得而知。这也正是此次大会参与者希望通过一种系统的“端到端”的方法能够回答的问题之一。这一“端到端”方法将从确定尘埃的源头开始,然后是研究其传播方式、气候的相互作用、沙尘暴的预报、沙尘暴对陆地和海洋生态系统的影响、对经济、社会和人类健康的影响、如何缓解以及政策的制定问题等等。谢立安说,此次会议的一个重大收获就是美国负责沙尘暴不同领域研究的五个机构能够坐到一起,共同探讨利用这一综合性“端到端”方法解决沙尘暴问题的途径。
“在将问题向可以控制的规模进行分解时,我们应该采取谨慎的态度,”迈阿密大学海洋和大气合作研究所(University of Miami誷 Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies)所长、长期从事非洲沙尘暴研究的Joseph Prospero教授说,“研究尘埃的产生和传播时应该考虑的因素太多,最后我们可能会开出一个很长的清单,这只会把问题搞得更复杂。”Prespero建议,应有选择地研究重点领域。譬如,可由来自不同学科各有专长的科学家组成一个研究小组,对不断发生大规模沙尘暴的地区进行考察。
国际环境政策专家、哥伦比亚大学(University of Northern British Columbia)助理教授Ken Wilkening敦促加拿大和美国尽快就太平洋地区沙漠化和尘埃远距离传播问题再次举行专题会议。他一再重申了本次会议旨在组成一个跨太平洋尘埃问题专家网络,实现信息共享并就此主题领域科学现状达成共识的目的。他还呼吁明后年举行一次由科研人员和政策制定人员参加的国际会议。但是,他特别指出,研究人员在要求采取政策行为之前,应对目前已掌握的知识进行综合、总结,并进行评价。
--Carla Burgess
译自 EHP 111: A90-A91 (2003)
Last Updated: September 19, 2003