近日，我院精密机械与精密仪器系刘诚教授团队与香港浸会大学等合作单位在西亚南亚地区沙尘污染研究方面取得重要进展，基于多源卫星和地基遥感结果以及模式模拟，揭示了近二十年来西亚和南亚地区沙尘光学厚度的显著下降，并将这一长期趋势归因于全球温室气体排放增加导致的北极放大效应所引发的中纬度环流异常。该研究成果以“Arctic amplification induced decline in West and South Asia dust warrants stronger anti-desertification towards carbon neutrality”为题发表在美国科学院院刊（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS）上，香港浸会大学高蒙教授与我院刘诚教授为本研究的共同通讯作者。
西亚和南亚的沙尘污染一直是环境领域的重要挑战，严重威胁当地的空气质量、粮食安全、能源供应和公共健康，同时也显著影响着区域和全球天气和气候。进入21世纪以来，该地区的沙尘活动呈现下降的趋势，以往相关研究主要将其归功于绿地和灌溉的增加对该地区沙尘排放的抑制。然而，局部的人为活动难以解释如此广泛空间范围的环境变化。过去的几十年里，温室气体排放增加导致的全球天气气候的变化愈发显著。已有研究表明人为气候变化显著改变了西亚和南亚的大气环流和季风降雨模式。因此，深入分析气候变化对这些地区沙尘排放和传输过程的影响对于综合评估该地区沙尘降低的原因有重要意义。
本研究基于高质量的多源卫星和地基遥感产品，揭示了过去二十年里，西亚和南亚地区沙尘光学厚度的持续下降趋势。与以往强调当地土地利用变化作用的研究不同，本研究发现此区域性沙尘减少主要归因于全球变暖导致的北极放大效应所引发中纬度大气环流异常。研究团队利用第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）中不同强迫因子分离的集合模拟数据，证实了温室气体排放增加引起的北极放大效应在调节中纬度环流和该地区沙尘浓度中的主导作用；在未来旨在通过减少温室气体排放来遏制全球变暖的情景下，西亚、南亚沙尘减少的趋势可能会发生逆转。该研究结果指出，在全球努力实现碳中和的背景下，西亚和南亚地区的土地荒漠化防治可能面临更大的挑战。本研究得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委项目、香港研究资助局项目的资助，其中，刘诚教授主持的国家重点研发计划项目为本研究的第一资助项目。
论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317444121
图1 沙尘光学厚度变化趋势的时空分布
图2 沙尘排放强度及其影响因子的变化
图3 未来不同排放情景下沙尘浓度变化