近年来,东亚地区,尤其是中国,采取了大规模的空气污染治理措施,目的在于减少有害气体和颗粒物的排放,改善空气质量,保护公众健康。这些措施取得显著成效,二氧化硫(SO2)等气溶胶前体气体的排放量减少了约75%。然而,逐步净化的空气也引发了另一种气候效应——气溶胶在地球辐射平衡中的遮蔽效应减弱,从而导致全球变暖速率的加快。气溶胶,尤其是硫酸盐气溶胶,能够反射太阳辐射并促进云层形成,从而在短期内“冷却”地球表面。东亚地区长期以来由于工业化快速发展,产生了大量气溶胶,为全球气候系统提供了冷却屏障。然而,随着空气污染净化政策的推进,这一自然的制冷效果渐渐消失,导致以温室气体为主导的气候变暖效应更为明显。
多模型气候模拟结果显示,东亚气溶胶排放的剧减已经导致全球年均平均气温上升约0.07摄氏度。虽然数值看似有限,但却足以解释2010年以来全球变暖率加速的主要因素之一。温度上升的空间分布呈现出明显的地理格局,东亚本土及其周边的北太平洋区域尤为显著,这一现象与卫星观测的辐射不平衡数据相吻合。卫星数据显示,受气溶胶减排影响,地球顶层大气吸收的太阳能增加,导致该区域能量平衡发生变化,加剧海洋和陆地的热量累积。尽管空气质量净化对公共健康有显著积极作用,但其在全球气候变化中的双刃剑效应逐渐凸显,引发了科学界的广泛关注。空气中气溶胶的减少加速了温室气体驱动的变暖趋势,使全球气温在近十年内的升高速度明显加快。
除温度之外,降水模式也表现出相应的变化,如东亚沿海夏季降水量的增加以及北太平洋风暴轨迹的湿润化,这进一步表明气候系统对气溶胶浓度变化的敏感性。值得注意的是,尽管东亚地区气溶胶剧减带来了全球范围的变暖作用,但其未来对气候影响的幅度可能逐渐下降。由于目前东亚的硫氧化物排放已从高峰期减少至不足原来水平的四分之一,未来可净化的潜力空间大幅缩小,这可能使得未来几年该地区对全球变暖速率的贡献逐步减弱。除东亚气溶胶净化外,全球其他地区如国际航运业的硫排放减少也对气候产生了影响。2020年实施的国际海事组织硫含量限值降低,虽然规模较小但影响显著,预计也在全球范围内带来一定的短期变暖效应。全球甲烷浓度的不断增加亦是影响当代气候的关键因素,尽管其对近年来加速变暖贡献相对有限。
科学家们通过综合利用卫星观测、地面监测和8个不同地球系统模型的模拟结果,将东亚气溶胶排放减少对全球气温的影响量化。这些模型在考虑大气化学、云物理过程以及海陆相互作用的基础上,为理解气溶胶清理如何改写全球气候描绘了更为清晰的画面。模型间存在一定的差异性,主要源于云层辐射过程模拟的复杂性及地理区域的气候反馈机制。但总体趋势一致,东亚气溶胶减少释放的“被遮蔽”温室气体效应加速了地球表面的升温。以北太平洋和亚洲沿海地区为中心的温度和辐射不平衡增强,可能引发一系列连锁气候反应,包括海洋环流变化、大气环流模式调整及极地气温升高,甚至可能影响到北半球的季风系统和极端天气事件发生频率。空气净化所带来的良好环境效益与全球气候影响之间的权衡,成为政策制定者面临的重要挑战。
气溶胶排放减少的长期气候影响需被纳入未来的气候政策评估和温室气体减排策略设计中,实现环境健康与气候可持续性的双赢。综合来看,虽然东亚地区的清洁空气行动提升了公众健康水平,改善了生活质量,但其导致的气溶胶遮蔽效应减弱无疑对全球温度上升产生了不可忽视的推动作用。科学界呼吁加强对气溶胶及其复杂气候作用机制的研究,优化全球碳与气溶胶排放综合管理方案。同时,应提高公众对气溶胶减少对气候影响的认知,促进气候行动和空气污染治理的协同发展。展望未来,全球气候趋势仍取决于温室气体排放及其他人类活动的综合影响。东亚地区气溶胶清理带来的气候效应为我们揭示了人类活动对地球系统的深刻影响和复杂反馈机制,提醒我们在追求环境改善的同时,切实考虑气候变化的全局性和长远性。
实现可持续的气候目标,需要全球协作,协调空气质量政策与气候减排行动,确保在促进公众健康和抑制气候变暖之间找到科学且合理的平衡点。