非洲大气气溶胶时空变化研究：MERRA-2数据揭示气候极端事件加剧机制与健康风险

为解决非洲地区城市化与工业化加剧大气气溶胶污染、引发气候极端事件恶化及公共健康风险攀升的问题，研究人员利用MERRA-2再分析数据开展1980-2024年非洲气溶胶时空分布研究，发现PM2.5、黑碳(BC)及粉尘浓度持续上升，直接驱动热浪频率与强度增加、干旱加剧及降水变率扩大，为区域空气质量管理和气候适应策略提供关键科学依据。

　　

非洲大陆正面临前所未有的环境挑战：干旱区降水稀少、洪水频发、植被退化，极端气温持续攀升。这些现象不仅威胁数百万人的生计，还加剧土壤退化和生物多样性丧失。隐藏在这一危机背后的关键推手是大气气溶胶——微小的颗粒物如PM_2.5(空气动力学直径≤2.5微米的颗粒物)、黑碳(BC)和粉尘，它们源于自然沙尘与人为排放。过去数十年，非洲快速的城市化与工业化导致气溶胶浓度飙升，但其对气候系统的长期影响仍不明确。尤其令人担忧的是，气溶胶通过改变辐射平衡和云动力学，可能加剧热浪、干旱等极端事件，进而引发呼吸道疾病与农业减产。为揭示这一复杂关系，纳姆迪·阿齐克韦大学的研究团队利用NASA的MERRA-2再分析数据，首次对非洲全域开展长达45年的气溶胶时空分析，相关成果发表于《iScience》。

研究人员采用MERRA-2高分辨率网格数据（空间精度0.5°×0.625°，时间覆盖1980-2024年），结合统计建模与气候指标计算，量化气溶胶组分（如有机碳(OC)、黑碳(BC)、硫氧化物(SO₂/SO₄)、粉尘）及颗粒物(PM_1.0、PM_2.5、PM_10.0)的长期趋势。通过GMAO公式将气溶胶质量浓度转换为PM值，并分析其与温度、降水、热浪等气候极端指标的相关性。技术方法包括：时空分布制图、Spearman/Pearson相关性检验、聚类分析（如树状图与热图），以及气候模型计算热浪指数(HWI)、标准化降水指数(SPI)等。数据源自NASA GES DISC公开平台，无需额外样本队列。

研究结果

Annual assessment of atmospheric particulate precursors

研究显示，1980-2024年非洲气溶胶前体浓度显著上升：有机碳(OC)从1.52μg/m3增至2.44μg/m3，黑碳(BC)从0.19μg/m3升至0.29μg/