宣称当前局势封锁大幅减少污染的头条新闻主要是指二氧化氮 (NO2)，这是一种燃烧燃料排放的反应性气体。人们对封锁如何影响 PM2.5 的了解较少，PM2.5 是一种可以穿透人肺部的微小颗粒物质，导致许多健康问题，包括增加心脏病发作和癌症的风险。
“PM 2.5 是影响寿命的主要全球环境决定因素。它是影响健康的关键污染物，”圣路易斯华盛顿大学麦凯维工程学院能源、环境与化学工程系 Raymond R. Tucker 杰出教授 Randall Martin 说。
马丁实验室与戈达德太空飞行中心、加州理工学院和新斯科舍省达尔豪斯大学合作开展的一项新研究绘制了中国、欧洲和北美的 PM 2.5 水平。研究人员使用卫星数据、地面监测和创新的计算机建模系统，发现 PM 2.5 的大部分变化都很小——只有一个例外。
他们发现的大多数变化不是由封锁驱动的，而是由气象的自然变化驱动的。他们的结果于 6 月 23 日发表在《科学进展》杂志上。
马丁说，我们每天经历的气象影响也会影响 PM2.5 的变化。
“时间越短，PM 2.5 对气象的影响就越大，”他说。
疫情期间，重症监护室人满为患、杂货店货架空荡荡的画面中，也有一些摄影亮点：前后照片都附有宣称空气质量因人们待在家里而有所改善的文章。
视觉效果令人震惊——无论是在地面上，蓝天在洛杉矶高速公路上闪耀，还是从太空——来自美国宇航局卫星的数据清楚地表明二氧化氮在大气中减少了。
“人们不自觉地开始想，'PM 2.5 的情况如何?'”马丁实验室的访问研究助理梅兰妮·哈默 (Melanie Hammer) 说。这是一个显而易见的问题，不仅因为颗粒物通常与 NO2 来自相同的来源，而且因为 NO2 可以形成 PM 2.5。
“二氧化氮被认为是 PM 2.5 的次要来源，”哈默说。排放时，NO2 会与大气中的其他化学物质相互作用并形成 PM 2.5。一些早期的研究着眼于从测试周围空气的地面监测站点收集的数据，但这些地面站点很少而且相距甚远，无法拼凑出更大的图景。
世界上只有大约一小部分人口生活在每百万人拥有超过三个 PM 2.5 监测器的国家。大多数人口生活在没有监控的地区。
“我们决定再看一遍，使用来自卫星图像的更完整的图片，”哈默说。这些图像由 NASA 提供，包含从地面到太空边缘的大气柱的数据。这些数据称为气溶胶光学深度，与使用化学传输模型 GEOS-Chem 模拟大气成分的表面 PM 2.5 浓度相关;其不同成分的反应和关系;以及它们在空中移动的方式。
研究人员重点关注了三个拥有广泛地面监测系统的地区：北美、欧洲和中国，并比较了 2018 年、2019 年和 2020 年 1 月至 4 月 PM 2.5 的月度估计值。
当他们比较了与每个地区锁定阶段相吻合的那几个月内的三年 PM 2.5 水平时，北美或欧洲没有多少明确的信号。
她说：“我们发现，最明显可检测到的信号是华北平原上空的显着减少，那里集中了最严格的封锁措施。”
为了弄清楚锁定是否是造成该信号的原因，并且在调查的区域周围散布着几个较小的信号，该团队使用 GEOS-Chem 进行了“敏感性模拟”，更改参数以查看哪种情况与现实最接近。
他们模拟了一个情景，即排放量保持不变，而气象学对 PM 2.5 的逐年变化负有全部责任。
“我们发现这解释了我们所看到的大部分差异，”哈默说。他们还进行了一项模拟，在该模拟中，他们减少了与交通相关的排放和其他人为的二氧化氮来源，这反映了当时驾驶人数减少和工业场所数量减少时的封锁情况。
“就其本身而言，这实际上并没有真正解释太多，”哈默说。但将两者结合起来，“那是华北平原上空信号突出的时候。”
Hammer 怀疑华北平原 PM 2.5 水平的变化如此惊人，因为它在“正常”时期往往受到污染。“在开始时浓度较高的区域，您可能更有可能看到更大的减少。”
在某种程度上，这突出了一个起初可能并不直观的相关点：北美和欧洲的平均 PM 2.5 水平一直在稳步下降。“要扰乱非常低的浓度就更难了，”哈默说。
但它也强调了 NO2 和 PM 2.5 之间的复杂关系。虽然 NO2 确实与其他大气化学物质相互作用形成 PM 2.5，但两者并没有线性关系;大气中两倍多的二氧化氮不一定会导致两倍多的 PM 2.5。
Hammer 说，凭直觉，她确实希望 PM 2.5 水平进一步降低。“气象学发挥了如此重要的作用，这有点令人惊讶。
“事实证明，这是一种相当复杂的关系，而且并不总是如你所愿。”
