随着工业化进程不断推进,气溶胶作为大气中细微颗粒物,长期以来对全球气候产生了重要影响。气溶胶中的硫酸盐颗粒能够反射太阳辐射,降低地表温度,起到“遮蔽”温室气体效应的作用。然而,近年来东亚地区尤其是中国强力推动空气污染治理,显著减少了硫氧化物( SO2 )等气溶胶前体排放。这一转变不仅带来了空气质量的改善,也对全球气候系统产生了深远影响。东亚气溶胶清除被认为是近十年来全球气温加速上升的重要驱动因素之一。基于2025年发表的一项重要研究,科学家利用八个最先进的地球系统模型模拟了东亚地区75%硫酸盐排放减少的情景,系统量化了这项减排行动对全球气候的多重效应。
模型结果显示,仅从2010年开始的东亚清洁空气政策所引发的气溶胶减少,导致全球平均地表温度上升约0.07摄氏度。这一升温幅度虽然看似微小,但足以解释近年来全球变暖加速速率从每十年0.18摄氏度提升到0.25摄氏度的重要部分。这样令人警醒的发现凸显出空气质量与气候变化主体之间的复杂权衡。东亚气溶胶减少不仅影响全球平均温度,更引发区域性气候响应。模拟显示,北太平洋海域和东亚沿海地区出现了更显著的温度升高,且伴随着北极地区的冬季温暖,这与近年来极地区域变暖加快,海冰范围缩减的趋势相符。气溶胶减少导致的太阳短波辐射下穿增加,是驱动这些区域变暖的主要机制,特别是气溶胶与云层相互作用的减弱,进而削弱云反照率,使得更多的太阳能被地表吸收。
卫星观测和辐射平衡监测进一步验证了这些模型预测。2023年至2024年的卫星数据显示,北太平洋海域的顶层大气辐射收支发生异常,能量吸收增加,与气溶胶排放减少区域重叠。东亚清洁空气政策导致气溶胶光学厚度显著下降,进一步减弱了气溶胶的反射能力。这种能量吸收的增加代表行星反照率的降低,实质上使得温室效应得以“解封”,使全球能量不平衡加剧,加速了地球系统的热量积累。除了温度效应,研究还发现气溶胶减少伴随某些区域的降水模式变化。例如东亚夏季降水显著增加,沿东北太平洋的风暴路径区域也表现出相对湿润的趋势。
这与温暖海水表面温度及水汽输送增强有关,是气候系统响应气溶胶清理的复杂反馈之一。这些水循环变化不仅影响区域农业和生态,也对全球大气环流格局产生潜在影响。东亚气溶胶排放的快速下降背后,是自2010年以来中国政府实施的一系列严格环境管控政策,包括煤炭消费减少、工业排污规范、机动车尾气治理等。虽然这些措施极大提升了空气质量,减少了人体暴露污染的健康风险,但从气候学视角来看,却带来了温室气体驱动的气候变暖“裸露”风险。这种现象被称为“气溶胶掩盖效应的解除”,即气溶胶减少解除其对温室气体增温影响的部分遮蔽,导致表面温度快速上升。值得注意的是,东亚气溶胶排放的减排幅度超过了同期国际海运行业实施的硫磺限排政策对全球气候的影响。
事实上,航海业的SO2排放减少,虽然近期引起关注,其气候效应规模仍小于东亚地区持续且大规模的气溶胶清理行动。因此,东亚气溶胶净排放变化被视为近十年全球气候快速变化的重要人为因素。展望未来,虽然气溶胶排放在东亚已大幅减少,但随着城市化及经济结构调整,非硫磺类气溶胶与其他污染物的排放仍存在不确定性。此外,气溶胶与云、降水等多物理过程间的非线性反馈,尚未被完全认识。现有模型在模拟这些复杂交互效应时仍存在差异,影响了对未来气候响应的预估精度。因而,持续观测和跨模式数据同化将成为理解气溶胶气候效应演变的核心手段。
整体来看,东亚气溶胶清理行动在显著改善空气质量、提升公众健康的同时,确实加速了全球变暖速率。这提醒政策制定者,在空气污染治理和气候变化策略之间需权衡并协调,避免局部环境保护行动导致全球气候负面效应的加剧。同时,推进可再生能源、提升能效,以及深化温室气体减排力度,方能抑制全球升温趋势,实现环境与气候的双赢。未来气候研究应进一步聚焦区域气溶胶与全球气候系统的耦合机制,提升对短期与长期气候响应的理解,助力制定科学合理的环境政策。