近年来,全球气温的持续上升引起了科学家和政策制定者的高度关注。特别是自2010年起,全球表面温度升高速度明显加快。许多研究将这种加速与温室气体浓度的不断增加联系在一起,而最新的科学进展提出了另一重要因素:东亚地区气溶胶排放的大幅减少。东亚工业化迅速发展,尤其是中国,过去几十年中排放了大量的硫酸盐气溶胶及其前体物,这些气溶胶具有冷却地表的作用,部分掩盖了温室气体导致的升温效应。近年来,随着空气质量治理政策的实施,这些气溶胶排放显著下降,从而减少了对太阳辐射的散射与反射,导致了“气溶胶清理”效应,使得温室气体的升温作用“揭露”出来,促进了全球变暖的加速。科学家们通过使用八种先进的地球系统模型(Earth System Models)及大规模模拟实验,对2010年至近期的东亚硫酸盐排放下降与全球气温变化关系进行了系统研究。
模拟结果显示,东亚硫酸盐排放减少大约75%,导致全球年均气温升高约0.07摄氏度,这足以成为近十年全球变暖速率上升的重要驱动力。该温度提升不仅局限于东亚地区,其影响波及了北太平洋地区,带来了显著的海表温度升高和辐射不平衡变化。北太平洋的暖化趋势与卫星遥感观测数据相符,强调了气溶胶排放减少对区域气候格局的深远影响。卫星仪器监测的地球顶层大气(TOA)辐射平衡数据同样显示出辐射吸收的增强趋势,这是一种指示地球系统内能量累积增加的重要信号,进一步印证了气溶胶减少与地球能量不平衡之间的联系。东亚地区气溶胶的主要成分是硫酸盐气溶胶,它们通过反射太阳辐射和影响云层光学性质来冷却地表。随着中国实施严格的空气污染控制计划,硫磺氧化物(SO2)排放减少约20万吨/年,使得大气气溶胶光学厚度显著降低,地表太阳短波辐射增强,进而提升了局地和全球温度。
研究还探讨了气溶胶与云的交互作用,发现北太平洋区域的低云层对气溶胶的敏感性较高,随着气溶胶浓度下降,云盖减少,进一步降低了地球的反射率(即行星反照率),加剧了暖化趋势。模型输出显示,全球年均降水量也有所增加,反映了气溶胶减少带来的气候湿润效应,加剧了水循环的活跃度。受到气溶胶减少影响最大的是东亚及北太平洋环流区域,尤其是冬季,北极地区也表现出明显的升温,说明气溶胶排放减少对于高纬度地区气候变暖具有重要作用。值得注意的是,虽然气溶胶减少对全球暖化有明显贡献,但内部气候变率如太平洋涛动(PDO)、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)等自然现象依然是短期温度波动的重要驱动。如何将人类活动改变和自然变率区分开来是气候科学中的挑战。东亚气溶胶治理带来的全球气候影响,反映了空气质量改善与气候政策之间的复杂关系。
虽然改善空气质量具有巨大的公共健康效益,但其副作用可能是短期内加速气候变暖。科学界提出,未来的气候政策应考虑两者兼顾,促进碳排放减少同时维持合理的气溶胶平衡,缓解气候风险。展望未来,尽管东亚硫酸盐气溶胶排放还有进一步下降的空间,但整体减排速度已放缓,预计对全球变暖的影响将逐渐减弱。然而,气溶胶与气候系统相互作用复杂,非线性效应尚未充分理解。需要持续的多学科研究,结合卫星监测、地面观测和先进的气候模拟,深化对区域排放变化对全球与区域气候影响的认识。综合来看,东亚气溶胶清理行动显著改变了全球气候系统的能量平衡,促成了近年来全球变暖的加速。
科学证据强调了人类活动对气候的深刻影响,也提醒政策制定者在设计环境治理方案时需统筹考量气候与空气质量目标。唯有如此,才能实现可持续发展的双赢,推动全球气候稳定和人类健康的共同提升。