Increase in probability of African dust outbreaks occurrence over Spain, driven by warming and changing atmospheric circulation patterns

每年，大量的细微红色沙尘都会从北非沙漠升起，跨越地中海向数千英里外飘移。当这些沙尘云到达西班牙及其附近的巴利阿里群岛时，它们会沉降在城市和乡村之上，使天空呈现出一种朦胧的橙色，并提高人们呼吸空气中的微小颗粒物水平。这种被称为“非洲沙尘爆发”的自然现象是该地区气候的一个常态特征，但它也带来了显著的后果。这些沙尘暴可能导致空气污染水平升高，足以威胁人类健康，特别是对于那些有呼吸系统问题的人；此外，它们还可能通过在森林和海洋上沉积异常数量的矿物质，从而扰乱当地的生态系统。几十年来，科学家们一直在观察这些事件，试图了解随着地球变暖，这些事件是否变得更加频繁或剧烈。由于携带沙尘的气象模式非常复杂，在不同年份和数十年间不断变化，使得很难将自然变化与人类活动驱动的变化区分开来，因此这个问题一直难以回答。

一项由来自西班牙多个机构的研究人员开展的新研究终于理清了这些线索，为过去八十年间这些沙尘暴发生的频率变化提供了清晰的图景。通过分析1940年至2024年的气象数据，研究团队计算了伊比利亚半岛及巴利阿里群岛八个不同地区发生沙尘爆发的每日概率。他们发现，在他们观察的所有地区，这类事件的可能性都有了显著上升。在靠近非洲源头的西班牙南部和东部，研究期间出现高概率沙尘爆发的天数增加了多达每年56天。即使是在远离沙漠的北部地区，其频率也有所上升，尽管增幅较小。这一趋势自2 millennium 年以来变得尤为剧烈，表明有利于这些风暴形成的条件正在加强。

为了理解为什么会发生这种情况，研究人员将原因分为两大类：空气本身的物理属性以及风在大陆上的移动方式。第一个因素，他们称之为热力学因素，涉及空气的热度和干燥程度。随着地球变暖，来自北非的气流团正变得越来越热、越来越干燥，这使得沙尘更容易从地面升起并保持悬浮状态。第二个因素是动力学因素，涉及大规模天气系统（如高压区），它们像传送带一样，将沙尘推向欧洲。研究表明，这两个因素都在起作用，但它们的影响因地理位置而异。在靠近沙尘源的地区，空气变暖是主要的驱动力，几乎解释了沙尘事件增加的所有原因。然而，当你向北和向西移动时，风场模式的变化发挥了更大的作用，在一些北部地区，动力学因素贡献了近一半的增幅。

研究人员还发现，当这些沙尘暴发生时，持续时间变得更长了。该研究追踪了一个地区经历高沙尘水平的连续天数，并发现这些持续期正在增长，尤其是在本世纪初以来。这主要是由于大气环流的变化造成的。携带沙尘的风正受到高压系统的引导，这些高压系统在地中海和西欧上空变得越来越强且更加稳定。这些系统就像一个盖子，将温暖且多尘的空气困住，防止其快速消散。有时，这些高压区会被大西洋上的低压系统强化，形成一种特定的天气格局，将沙尘直接引入西班牙。研究显示，这些特定的天气模式发生的频率更高，且强度比20世纪中期更为剧烈。

最终，这项工作证实了西班牙非洲沙尘爆发的增加不仅仅是随机的波动，而是全球变暖与风场模式变化相互作用的结果。空气变得更热、更干，从而动员了更多的沙尘；同时，风场模式正在发生变化，以更频繁地运输沙尘并将沙尘滞留更长时间。这种结合意味着，西地中海地区正面临着更频繁、更持久的沙尘事件的未来。虽然这项研究并未声称已经解决了气候变化的所有谜团，但它为这一长期被观察到却又缺乏深入理解的现象提供了一个基于数据的稳健解释。研究结果表明，随着气候的持续演变，曾经看似罕见且具有戏剧性的沙尘漫天景象，可能会成为南欧生活的一种更常见且持久的特征。