通过将船舶的移动与它们的排放引起的云层变化相匹配，研究人员展示了这两者之间的强烈联系。当船舶燃烧化石燃料时，它们会释放含有各种天然化学物质的空气颗粒，包括硫。这些颗粒已知会改变某些类型的云层，从而影响气候。更好地了解这些颗粒，特别是硫成分，如何影响云层，可以帮助科学家创建更准确的气候模型。在最新的研究中，卫星追踪还被用来显示燃料中硫限制的影响，揭示了在限制区域船舶对云层的影响基本上消失了。
这些信息可以用来建立云层属性和船舶燃料硫含量之间的关系。这可以帮助航运公司监控2020年1月1日生效的硫法规的合规性。该研究由伦敦帝国理工学院的研究人员领导，与伦敦大学学院和牛津大学合作，今天发表在《地球物理研究快报》上。船舶排放物含有多种化学物质，包括硫酸盐气溶胶——硫和氧的小颗粒。气溶胶可以作为水滴积聚的'种子'，导致云层属性的变化，这些变化可以被卫星观测到。
这意味着船舶可以改变云层，在航行时在云层后面留下线条，称为船迹。然而，这些气溶胶如何精确地影响云层的属性尚不清楚。这种知识很重要，因为排放物影响的云层类型可以影响气候变暖，因此在气候模型中捕捉这一点很重要。气溶胶从许多来源排放，如工厂和汽车，但很难将这些输出与云层的影响相匹配，因为有许多其他因素在起作用。然而，通过船迹，这种关系更直接，使研究人员更容易理清气溶胶和云层之间的联系。
领导研究人员Edward Gryspeerdt博士表示：'船迹就像一个我们无法进行的实验——我们不能在大气中注入如此规模的硫酸盐气溶胶来看看会发生什么。相反，对船舶硫排放量的限制可以为我们提供一个完美的实验，以确定气溶胶在云层形成中的重要性。通过分析从卫星观测到的大量船迹数据，我们可以看到，当引入限制时，它们基本上消失了，这表明了气溶胶的强烈影响。
'研究团队分析了来自卫星观测的超过17,000个船迹，并使用船上的GPS将它们与单个船舶的移动相匹配。研究期间涵盖了北美、北海、波罗的海和英吉利海峡沿岸的排放控制区的引入，这些区域将船用燃料中的硫限制在0.5%，导致硫酸盐气溶胶排放减少。研究人员发现，在这些区域，与限制前相比，船迹在相似的天气条件下几乎完全消失。这表明硫酸盐气溶胶对云层形成的影响最大，而不是船舶废气的其他成分，如黑碳。
结果还意味着，如果一艘船不符合法规，通过燃烧当前的高硫燃料而没有废气处理，可以被检测到，因为它会在卫星观测的云层属性中产生可测量的差异。合著者Tristan Smith博士表示：'目前，监管机构很难知道船舶在海洋中间做什么。2020年硫法规未被发现的非合规性对航运公司来说是一个真正的风险，因为它可以为那些不遵守法规的公司创造商业优势。
这项研究显示，科学和技术正在为航运的透明度带来重大进展，并帮助减少负责任运营商的风险和不公平。'除了探索如何使用该方法识别可能不符合0.5%限制的船舶外，团队现在希望更精确地将已知的船舶燃料成分与船迹相关联，使他们能够更准确地预测硫气溶胶对更大规模云层形成的影响，准备好将其输入气候模型。