近年来,东亚地区特别是中国推行大规模的空气污染治理政策,显著削减了二氧化硫等气溶胶前驱物的排放,这对于改善该地区乃至全球的空气质量发挥了关键作用。然而,科学界最新的研究表明,这一气溶胶的“清洁化”行动不仅局限于空气环境的改善,它还可能促成了全球气候变暖进程的加速。理解这一现象,对于权衡环境治理和应对气候变化政策的协调发展,显得尤为重要。气溶胶是指大气中悬浮的微小固体颗粒物或液滴,尤其是硫酸盐气溶胶,因其具有强烈的反射太阳辐射能力,因此具有降温作用。长期以来,工业化活动排放大量气溶胶,这些气溶胶在一定程度上遮蔽了太阳辐射,抑制了地表温度的上升,被称为“气溶胶冷却效应”。东亚过去数十年经济快速发展过程中,气溶胶排放量巨大,使得全球变暖的幅度被部分掩盖。
进入2010年以后,中国加大治理力度,实施严格的空气质量政策,导致区域气溶胶排放剧减。根据国际地球系统模型及卫星观测数据,东亚地区二氧化硫排放量减少了约75%,这一排放切割进展迅速且持续。研究利用八个地球系统模型和多重气候模拟,对这一变化带来的气候影响进行了详细量化,发现由于气溶胶减少导致的大气透明度提升,使得更多太阳辐射到达地表,结果是全球年平均地表温度增加了大约0.07摄氏度。虽然看似微小,但这一升温足以解释自2010年以来全球气温加速上升的重要部分。模型还揭示,气溶胶减少对北太平洋特别显著,夏冬季均表现出强烈的表面变暖现象,这也与卫星和地面观测数据相吻合。此外,大气顶层的辐射平衡观测显示,受东亚气溶胶减少的影响,地球系统吸收的净辐射增加,符合理论预期。
气溶胶减少改善气候变暖的掩盖效应,带来的即时结果是加快了绿 house 气体主导的升温速率。值得强调的是,尽管气溶胶减少从环境健康角度极其积极,但其造成的全球气候响应不可忽视。全球变暖背景下,任何区域排放变化都会产生复杂的远距离气候联动效应。东亚尤其是中国严控气溶胶排放,是区域环境治理的巨大成就,但同时加剧了全球气候系统对温室气体的响应。历史上,欧美地区早期工业化期间气溶胶大量排放,随着治理进展排放逐步减少,全球气温同样呈现出类似的加速效应。东亚作为新兴工业大国,经历了相似的轨迹,证明气溶胶控制对全球气温变化具有显著影响机制。
除了直接的辐射效应,这些气溶胶对云形成亦起调节作用。气溶胶颗粒作为云凝结核,影响云的覆盖率和反射率,因此减少气溶胶也会改变云层结构,进而影响地球的能量收支。模型研究显示,东亚气溶胶的减少带来的是云量和云反射率整体下降,导致更多太阳能穿透大气层抵达地表,强化了变暖趋势。此种区域性变动还带来气候反馈,如海洋温度升高,影响风场和大气环流,从而进一步放大部分区域性升温。研究还讨论了其他影响全球变暖速度的因素,包括甲烷浓度增加和航运业的硫排放限制。尽管甲烷近十年的浓度增长有所加快,但其对全球变暖速率的贡献未显著超过过去几十年的平均水平。
航运业2020年后实施的硫排放限制尽管排放量骤降,但其对2020年至2023年期间全球温度的贡献尚存在争议,并不像东亚气溶胶减少那样持续且显著。展望未来,虽然东亚气溶胶排放仍有减少空间,但已经明显放缓,剩余可控排放不到2010年的四分之一,因此其对于全球变暖速率的边际贡献将逐步降低。气候学者强调理解这种气溶胶-气候间的非线性关系和多模型不确定性,依然是未来研究的重点。综合来看,东亚气溶胶减排是人类改善空气质量的重要胜利,却在同时带来了全球变暖加速的副作用。这表明环境治理政策需综合考虑跨区域、多尺度的气候影响,提升策略的系统性和前瞻性。针对气溶胶减排导致的变暖“反弹”,国际社会应继续加快温室气体排放控制,推动能源结构转型和低碳发展,实现环境改善与气候安全的双重目标。
只有在全球范围内协调应对,才能有效应对地球气候系统的复杂挑战,保障人类社会的可持续发展。