稳住，过敏患者们——新的研究表明，随着气候变化，花粉季将来得更早、更猛烈。
原作 Yingxiao Zhang（美国密歇根大学大气科学博士生）
Allison L. Steiner（美国密歇根大学大气科学教授）
翻译 闭诗林
编辑 魏潇
我们最新的研究发现，如果全球来自汽车、发电厂和其他来源的二氧化碳排放量持续高速增长，美国的花粉总量将在本世纪内翻倍。在这种情况下，春天的花粉季将会提前 40 天开始，并比现在多持续 19 天。
作为大气科学家，我们研究大气和气候如何影响树木和植物。虽然大多数研究都集中在花粉总量上，但我们也深入研究了十几种不同的草和树，主要看它们的花粉如何以不同的方式影响美国各地。例如，橡树和柏树这样的物种将给美国东北地区带来最大的花粉增长，但同时，几乎所有地区的过敏原都将会上升，对人类健康和经济造成影响。
如果想到这你就开始头疼了，我们也有一些好消息要分享。我们正使用这项研究里的模型以开发更精准的本地花粉预测工具，至少能让你提前知道花粉潮什么时候来。
为什么花粉会增多
让我们从最基本的概念开始。花粉，是由草和植物产生的尘埃状颗粒，它们含有植物繁殖所需的雄性遗传物质。
植物产生多少花粉取决于它们如何生长。全球气温上升将促进许多地区的植物生长，这反过来又会影响花粉的产生，但温度只是一部分因素。我们发现，未来花粉数量增加的更大驱动因素，在于二氧化碳排放量的增加。
高温将延长植物的生长季，植物会有更多的时间释放花粉和繁殖。与此同时，二氧化碳为光合作用提供能量，植物因此可能长得更大，产生更多的花粉。研究发现，二氧化碳水平对花粉增长的影响，可能比温度要大得多。
花粉量变化因地区而异
不同于过去的研究中对所有花粉一视同仁，我们此次观察了 15 种不同的花粉类型。
通常，授粉开始于冬末和春季的落叶乔木。赤杨、桦树和橡树是最容易引起过敏的三种落叶乔木，也有其他的，比如桑树。接着是夏天，草本植物开始生长，夏末的时候豚草生长。在东南部，像山雪松和杜松（属于柏科）这样的常青树在一月份开始生长。在美国得克萨斯州，“雪松热”就是一种花粉病。
我们发现，在美国东北部，随着气温和二氧化碳排放量的上升，许多致敏树木的花粉季将愈发重叠。比如，过去先是橡树释放花粉，然后是桦树，而现在我们看到它们授粉期有更多的重叠了。
总的来说，北方花粉季的变动要比南方大，这是因为北方气温升高的幅度更大。
在美国，包括佛罗里达州、乔治亚州和南卡罗来纳州在内的东南部地区，未来可能会出现大量草本及野草花粉的增加。在太平洋西北部，由于赤杨的花粉季提前，花粉高峰期可能会提早一个月到来。
一线希望
目前，多数花粉预测提供的是一个非常泛的估计。问题之一是进行花粉计数的观察站并不多。大多数站点都是由过敏症相关医疗诊所运营的，美国只有不到 100 个，我们居住的密歇根就没有。
测量不同类型的花粉量是劳动密集型作业，因此，目前的预测有很多不确定性，结果可能部分基于气象站过去的观测和天气预报。
如果将我们的模型整合到预测框架中，就能在全国范围内提供更有针对性的花粉预测。
树木位置可以通过卫星数据和实地调查来确定，同时已知的是温度如何影响花粉传播，也就是通常所说的花粉的物候。有了上述信息，就可以利用诸如风、相对湿度和降水等气象因素，计算出有多少花粉进入到空气中，大气模型会显示花粉如何移动和传播，从而创建实时预报。
所有这些信息能让我们清楚花粉在空间和时间上的位置，这样过敏患者就可预知他们所在的区域会发生什么。
目前，我们正与美国国家海洋和大气管理局的实验室讨论，如何将这些信息整合到空气质量预报的工具中。
关于长期花粉预测，仍有一些未解之谜。例如，科学家们还不完全理解，为什么植物在某些年份会相对其他年份产生更多的花粉，也还没有一个较好的方法把这一因素包含在模型中；如果二氧化碳水平飙升，植物会作何反应也尚未清楚；豚草和住宅树木的定位也很难捕捉，很少有调查显示这些植物在美国的何处生长，但这一点应该是可以改进的。
花粉水平已经在上升
2021 年的一项研究发现，北美的整个花粉季已经比 1990 年长了约 20 天，花粉浓度上升了约 21%。
未来，不断增多的花粉所造成的影响，将不只是引起一些流涕和头痛的症状这么简单。季节性过敏会影响约 30% 的人口，它将从医疗费用开支增多、出勤日减少等方面对经济产生冲击。
https://theconversation.com/pollen-season-is-getting-longer-and-more-intense-with-climate-change-heres-what-allergy-sufferers-can-expect-in-the-future-179158
论文信息
【标题】Projected climate-driven changes in pollen emission season length and magnitude over the continental United States
【作者】Yingxiao Zhang & Allison L. Steiner
【期刊】Nature Communications
【日期】15 March 2022
【摘要】Atmospheric conditions affect the release of anemophilous pollen, and the timing and magnitude will be altered by climate change. As simulated with a pollen emission model and future climate data, warmer end-of-century temperatures (4–6 K) shift the start of spring emissions 10–40 days earlier and summer/fall weeds and grasses 5–15 days later and lengthen the season duration. Phenological shifts depend on the temperature response of individual taxa, with convergence in some regions and divergence in others. Temperature and precipitation alter daily pollen emission maxima by −35 to 40% and increase the annual total pollen emission by 16–40% due to changes in phenology and temperature-driven pollen production. Increasing atmospheric CO2 may increase pollen production, and doubling production in conjunction with climate increases end-of-century emissions up to 200%. Land cover change modifies the distribution of pollen emitters, yet the effects are relatively small (
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