最亮的日落、多云的天空以及每个人都在咳嗽的日子都有一个共同点：都是因为气溶胶，漂浮在空气中的微小颗粒。 气溶胶可以是微小的液滴、尘埃颗粒、细小的黑碳和其他漂浮在大气中并改变地球整体能量平衡的物质。
气溶胶对地球气候产生巨大影响。 一些，如黑色和棕色碳，使地球大气变暖，而另一些，如硫酸盐液滴，冷却它。 科学家们认为，总的来说，整个气溶胶光谱最终会使地球略微降温。 但目前尚不完全清楚这种冷却效果有多强，以及它在几天、几年或几个世纪的过程中会进展多少。
什么是气溶胶？
“气溶胶”一词是对悬浮在整个大气中的多种小颗粒的统称，从其最外缘到行星表面。 它们可以是固体或液体，无限小或大到足以用肉眼看到。
“主要”气溶胶，例如尘埃、煤烟或海盐，直接来自地球表面。 它们被阵风吹到大气中，被火山爆发冲到空中，或者从烟囱和大火中射出。 当漂浮在大气中的各种物质（例如植物释放的有机化合物、液态酸液滴或其他物质）发生碰撞时，会形成“二次”气溶胶，从而产生化学或物理反应。 例如，二次气溶胶会产生雾霾，美国大烟山就是以此命名的。
气溶胶从自然和人为来源排放。 例如，沙尘从沙漠、干涸的河岸、干涸的湖泊和许多其他来源升起。 大气气溶胶浓度随气候事件而上升和下降； 在地球历史上寒冷干燥的时期，例如最后一个冰河时代，大气中的尘埃比地球历史上温暖的时期要多。 但是人们已经影响了这个自然循环——地球的某些地方已经被我们活动的产物污染了，而其他地方则变得过于潮湿。
海盐是气溶胶的另一种天然来源。 它们被风和海浪吹出海洋，往往会填满大气的下部。 相比之下，某些类型的高爆炸性火山喷发可以将粒子和液滴喷射到高层大气中，它们可以漂浮数月甚至数年，悬浮在距离地球表面数英里的地方。
人类活动会产生许多不同类型的气溶胶。 化石燃料的燃烧会产生众所周知的温室气体颗粒——因此所有汽车、飞机、发电厂和工业过程都会产生可以在大气中积聚的颗粒。 农业产生灰尘以及影响空气质量的气溶胶氮产品等其他产品。
总的来说，人类活动增加了漂浮在大气中的粒子总量，现在的尘埃大约是 19 世纪时的两倍。 自工业革命以来，通常被称为“PM2,5”的材料的非常小（小于 2,5 微米）颗粒的数量增加了约 60%。 臭氧等其他气溶胶也有所增加，对世界各地的人们造成了严重的健康后果。
空气污染与心脏病、中风、肺病和哮喘的风险增加有关。 根据最近的一些估计，2016 年全球有超过 XNUMX 万人过早死亡，空气中的细颗粒物造成的影响最大，其中儿童和老人受到的影响最大。 在中国和印度，接触细颗粒物带来的健康风险最高，尤其是在城市地区。
气溶胶如何影响气候？
气溶胶以两种主要方式影响气候：通过改变进入或离开大气的热量，以及通过影响云的形成方式。
一些气溶胶，如来自碎石的许多类型的灰尘，颜色较浅，甚至会轻微反射光线。 当太阳光线落在它们身上时，它们会将光线从大气中反射回来，从而阻止这些热量到达地球表面。 但这种影响也可能有负面含义：1991 年菲律宾皮纳图博火山的喷发将相当于 1,2 平方英里面积的微小反光粒子数量抛入平流层，随后导致地球持续两年降温。 而 1815 年的坦博拉火山喷发导致 1816 年西欧和北美出现异常寒冷的天气，这就是为什么它被昵称为“没有夏天的一年”——它是如此寒冷和阴郁，甚至激发了玛丽雪莱写她的哥特式小说弗兰肯斯坦。
但其他气溶胶，例如燃烧的煤或木材中的小黑碳颗粒，则相反，吸收来自太阳的热量。 这最终会使大气变暖，尽管它通过减慢太阳光线来冷却地球表面。 总的来说，这种影响可能比大多数其他气溶胶引起的冷却要弱——但它确实有影响，而且大气中积聚的碳物质越多，大气变暖的程度就越高。
气溶胶也影响云的形成和生长。 水滴很容易在颗粒周围凝聚，因此富含气溶胶颗粒的大气有利于云的形成。 白云反射入射的太阳光线，阻止它们到达地表并使地球和水变暖，但它们也吸收地球不断辐射的热量，将其困在低层大气中。 根据云的类型和位置，它们可以使周围环境变暖或变冷。
气溶胶对地球有一系列复杂的不同影响，人类直接影响了它们的存在、数量和分布。 虽然气候影响复杂多变，但对人类健康的影响是显而易见的：空气中的细颗粒越多，对人类健康的危害就越大。