做好准备，过敏症会受到影响——新的研究表明，花粉季节将变得更长、更强烈。
我们的最新研究发现，美国将面临增加高达 200%如果世界继续以高速率从车辆、发电厂和其他来源排放二氧化碳，本世纪的花粉总量将会增加。在这种情况下，春季花粉季节通常会提前 40 天开始，并且持续时间比现在延长 19 天。
作为大气的 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上，但我们重点关注的不仅仅是花粉十几种不同类型的草和树以及它们的花粉将如何以不同的方式影响美国各地。
例如，橡树和柏树等物种将给东北部带来最大的增长，但过敏原几乎到处都会增加，对人类健康和经济产生影响。
（张和斯坦纳，2022）
上图：左边的地图显示了三种植物最近的平均花粉季节长度（以天为单位）：悬铃木或悬铃木，如悬铃木；桦木，或桦木；还有豚草或豚草。右边的地图显示了如果二氧化碳排放量继续保持较高水平，到本世纪末总天数的预期变化。
如果您一想到这个就头晕，我们还有一些好消息，至少可以提前知道花粉潮何时到来。我们正在努力使用这项研究的模型来开发更准确的当地花粉预测。
为什么花粉增加
让我们从基础开始。花粉是由草和植物产生的类似灰尘的颗粒，含有植物繁殖的雄性遗传物质。
产生多少花粉取决于植物的生长方式。全球气温上升将促进许多地区的植物生长，进而影响花粉的产生。但温度只是方程式的一部分。我们发现未来花粉增加的更大推动力二氧化碳排放量将会上升。
较高的温度将延长生长季节，使植物有更多的时间散发花粉和繁殖。与此同时，二氧化碳为光合作用提供燃料，因此植物可能会长得更大并产生更多的花粉。我们发现，未来二氧化碳水平对花粉增加的影响可能比温度大得多。
花粉变化因地区而异
我们研究了 15 种不同的花粉类型，而不是像过去的许多研究那样对待所有花粉。
通常，授粉从冬末和春季的绿叶落叶树开始。桤木、桦树和橡树是引起过敏的三大落叶树种，不过还有其他落叶树种，如桑树。然后草在夏天长出来，接着在夏末长出豚草。在东南部，山雪松和杜松（属于柏树科）等常绿树木在一月份开始生长。在德克萨斯州，“雪松“相当于花粉热。
我们发现，在东北地区，花粉季节很多致敏树木会越来越重叠随着气温和二氧化碳排放量的上升。例如，过去是橡树先释放花粉，然后桦树授粉。现在我们看到它们的花粉季节有更多的重叠。
一般来说，由于北方地区气温上升幅度较大，北方的花粉季节变化要大于南方。
包括佛罗里达州、佐治亚州和南卡罗来纳州在内的东南部地区预计未来草地和杂草花粉将大幅增加。由于桤木花粉季节提前，太平洋西北地区的花粉季节高峰可能会提前一个月。
一线希望：我们可以改进花粉预测
目前大多数花粉预测都提供了非常广泛的估计。部分问题在于没有太多观测站用于花粉计数。大多数是由过敏诊所运营的，分布在全国各地的此类站点不到 100 个。我们居住的密歇根州没有。
实际测量不同类型的花粉是一个非常耗费人力的过程。因此，目前的预测存在很多不确定性。这些可能部分基于气象站过去的观测结果和天气预报。
我们的模型如果集成到预测框架中，可以在全国范围内提供更有针对性的花粉预测。
我们可以根据卫星数据和实地调查来估计树木的位置。我们还知道温度如何影响花粉的出现，即我们所说的花粉物候学。有了这些信息，我们可以利用风、相对湿度和降水等气象因素来计算有多少花粉进入空气中，大气模型可以显示花粉如何移动和吹动，从而进行实时预测。
所有这些信息使我们能够了解花粉在空间和时间上可能存在的位置，因此患有过敏症的人会知道他们所在地区会发生什么。
我们目前正在与国家海洋和大气管理局实验室研究如何将这些信息整合到空气质量预测工具中。
长期花粉预测仍存在一些未知因素。例如，科学家们并不完全理解为什么植物在某些年份比其他年份产生更多的花粉。没有一个好的方法可以将其包含在模型中。
目前还不完全清楚如果二氧化碳浓度突破屋顶，植物将如何反应。豚草和住宅树木也很难捕捉。很少有豚草调查显示这些植物在美国的生长地点，但这可以改进。
花粉水平已经在上升
2021 年的一项研究发现整个花粉季节已经是关于北美多20天与 1990 年相比，花粉浓度上升了约 21%。
未来花粉水平的增加将产生比一些流鼻涕和头痛更广泛的影响。季节性过敏影响约30%的人口，并且它们具有经济影响，从健康费用到错过工作日。
Yingxiao Zhang，博士。大气科学专业的学生，密歇根大学和艾莉森·斯坦纳，大气科学教授，密歇根大学。
