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水汽形成天气系统的演变,过敏季来了

来源:http://www.fzplotter.com 作者:7249澳门金莎娱乐场 时间:2019-10-15 19:09

春天来了,又到了过敏的季节。花粉在风中旋转跳跃,过敏人群心惊胆战,只能在心里默念——惹不起,惹不起。

在一片细碎的浮冰中,一只北极熊费力地向前游着。它试图趴在其中一块上,但这些浮冰都太小了,无法承受它的重量。它已经不间断地游动了数十公里,却找不到一块能让自己休息的冰面。

天空中的云是一种自然现象,它给我们带来的雨水滋润着地球上的万物生长、同时也构成了水循环中重要的一环。晴朗的天空经常因为有富于变化的、多姿多彩的云的装扮更增添了诗情画意和人们无限的遐想,而当阴云密布、遮天蔽日时恐怕是雷暴和暴雨天气就要来临了。雾,可称为接地的云,当大雾弥漫时,不但为人们的交通出行带来种种不便,而且由于水汽含量增加,附着更多的有害气溶胶颗粒物和病毒细菌,为人类健康带来隐患。云和雾与我们的日常生活息息相关,它们的形成都与大气中的水汽凝结有关。

其实,不只是花粉,这世上过敏原千千万。一旦你的免疫系统对某种物质过于敏感,你就不幸中招,出现各类临床表现。

这样的场面常常被北极科考人员的镜头捕捉到,但在更多时候,人们只是在海岸边找到北极熊的尸体。尸检结果显示,这种善于游泳的生物死于溺水。

大气里中水汽并不多,最多时也只占大气的百分之四。我们在日常生活中经常会觉得空气有时比较潮湿,有时却很干燥,就是因为空气中的水汽有时多、有时少的缘故。我们用空气湿度的大小来表示大气中所含水汽多少,该物理量可以通过仪器测量出来。

4月15日,知乎与国家卫生健康委员会“健康中国”联合举办了过敏主题线下分享活动。为了听医生一席话,有过敏知友出门前喷了鼻剂才支撑到现场,他询问专家:“我搬到南方去会不会好一点?”“绕道走”还是“正面刚”,怎么应对“过敏”这个“磨人的小妖精”?

因为北极的冰川不断融化,北极熊不得不跋涉更远的距离寻找食物。至少从本世纪初开始,这个距离已经超过了北极熊体力所能支撑的范围,它们最终筋疲力尽地溺死在茫茫大海之中。

由于地心引力的作用,地面附近空气比较稠密,越往高处,空气越稀薄。大部分空气聚集在从地面往上大约十公里的这层大气里,而大气中的水汽则几乎全部聚集在这一层次里。雨、露、霜、雪是由大气中的水汽形成的,所以它们主要产生于大气层的下部。

花粉过敏: “惹不起,躲得起”

长达半年的白天与黑夜轮流统治这片北纬66度以北的地域,它包括覆盖北冰洋的大冰盖和周围的冻土带,包含丹麦、加拿大、俄罗斯、挪威、瑞典、芬兰、冰岛、美国8个国家的部分国土。

大气中的水汽主要来自地球表面。江河湖海中的水,潮湿的土壤,动、植物中的水分,时刻被蒸发到空气中。寒冷地区的冰雪,也在缓慢地升华。这些水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发,再凝结下降。因此,在自然界里,水分周而复始地循环着,并在循环运动中不断改变着自身的状态。液态的水,可以凝固为固态的冰,也可以蒸发为气态的水汽;气态的水汽可以凝结为液态的云、雾、雨、露,也可以凝华为固态的冰晶、雪、霜;而固态的冰、雪、雹、霜可以融化为液态的水,也可以升华为气态的水汽因而雨、露、霜、雪就是这种水分循环过程中的产物。

对花粉过敏患者来说,春天是他们的苦日子。

根据美国国家航空航天局的观测数据,在过去40年里,北极夏季海冰面积减少了近一半,只剩下约350万平方公里。从事北极气象研究的美国罗格斯大学气候学家、美国气象学会会员珍妮弗·弗朗西斯最新的研究结果则预测,2040年前的某个夏天,北冰洋上的冰层可能完全消失。

水汽在不但水循环中扮演着重要的角色,作为大气中含量最丰富和最不稳定的温室效应气体,在地球的辐射收支平衡、能量传输中起着重要作用。在大气辐射传输过程中,水汽既吸收来自太阳的短波辐射,也吸收来自地球的长波辐射。水的相变在大气物理过程中起到了重要的作用,某地在水汽蒸发过程中消耗能量,而在完全不同的地方会因水汽的凝结而释放能量。在大气能量传输过程中,由于水的蒸发输送产生的潜热是能量从赤道向高纬度地区输送的重要途径。

植物要繁殖,人类要过敏,真是亘古难题。

“这可能摧毁整个北极的生态系统。” 弗朗西斯说,“这会直接导致全球海平面上升,影响全球的生态和气候系统。”一个无冰的北极带来的后果,可能是人类难以承受的。

因此全球性的水循环驱动了能量在全球的重新分配,大气水汽影响着云的生成和降水的分布。大量的水汽是形成云的先决条件,组成云体的单个云雾滴和冰晶是通过凝结或凝华作用产生的,当相对湿度大于100%时,水汽凝结成水滴或直接凝华成冰晶,这些云雾滴和冰晶又通过蒸发和降水过程而消失,云体或云系之所以能持续存在是由于新的云粒子,包括云雾滴和冰晶的不断产生而实现的。水汽凝结生成云的过程中释放能量,这影响着大气的动力学结构,使大气垂直稳定度发生改变,从而影响了天气系统的形成和降水的类型,引起气候和天气系统的演变。

花粉过敏又叫花粉症,是指具有特异性遗传素质的患者吸入致敏花粉后,由特异性slgE抗体介导的非特异性炎症反应。其临床表现种类繁多:你可能感觉皮肤瘙痒;可能流鼻涕打喷嚏,鼻子堵甚至呼吸困难;你可能眼睛红、眼睛痒,动不动眼泪汪汪,还有可能胸闷、憋气出现哮喘症状……

北极比北京还暖和

但过敏的你有很多病友。

3个月前,拿到北极气温分布图时,弗朗西斯愣住了。根据计算机的测算,北极点附近被标注为绿色,这意味着北极此时的气温已经高于0摄氏度。而在同一时间,北京、莫斯科、多伦多等城市的平均气温都在0摄氏度以下。

北京协和医院变态反应科主任医师孙劲旅介绍,从全世界范围来看,花粉症患病总人数已大于5000万。在美国的患病率是10%,在欧洲是0.7%—3%。在日本,三分之一人口对柳杉花粉过敏。在北京地区,呼吸道过敏的患者里有三分之一到四分之一为花粉过敏。

那本该是一年中北极最冷的时候。经历了近半年的极夜,北极已经很久没有被阳光照射了,往年这个时间,它的平均气温都在零下30摄氏度左右。弗朗西斯查阅了挪威、丹麦等地研究所成立以来的数据,发现这是史上从来没有过的。

花粉过敏的一大特点,是有明显的时间性和地域性。对春季花粉过敏,症状出现在三到五月,对秋季花粉过敏,症状出现在八九月。如果对北方的蒿花粉过敏,那到了南方症状就能很快解除。

这个结果并不让她感到意外。作为较早做北极气象研究的学者之一,她一直关注着北极的海冰情况。“目前北极海冰的体量仅为20世纪80年代的四分之一。”她在论文中写道,“而我们领域的科学家原本推测,至少要到本世纪中叶,北极海冰的体量才会减少到这个程度。”

如果某种植物在某个地区种植量增多,对其过敏的人群也会增加。孙劲旅说,和上世纪80年代相比,北京地区柏树花粉已增长了多倍,因此,对柏树花粉过敏的人群也显著增多。

过去的3年时间里,她目睹北极的气象纪录一项一项被打破:北极的气温、北极地区地表冰层的融化程度、北极海冰的减少量……每一项结果都远比过去学界对北极气候的模拟结果要严峻。

花粉过敏该怎么办?孙劲旅给出的首个建议是异地治疗。“惹不起,躲得起”,避开过敏原。如果没法来一场说走就走的“逃离”,在家可以安装新风系统,在外则要戴上花粉口罩。

2003年,她曾和全球其他24名科学家参加了一场有关北极气象环境系统的研讨会。那时,她正在针对北极与全球气候变化的联系建立模型。当她忧心忡忡地拿出研究数据,发现其他学者研究洋流、温度、大气的数据都能与自己的研究结果相互印证。

若采取这些方法后症状仍得不到缓解,就需要进行对症治疗,比如口服药;也可采取局部用药,如喷鼻剂,滴眼液。“另外还有研究表明,在花粉季节前的一到两周预防性用药,能使整个季节的症状有明显减轻。”孙劲旅说。

“北极的整个气象环境系统正在朝岌岌可危的方向演变,阻止这种变化趋势的可能性微乎其微。”弗朗西斯说。更让她沮丧的是,他们从不同的方向研究北极,这些方向之间存在着内在联系,所有的数据都指向了同一个结果。

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