近年来,全球气候变暖的速度明显加快,科学界对于这一变化背后的驱动因素展开了广泛研究。公开出版于2025年的一项由八个地球系统模式联合完成的研究突出指出,东亚地区,特别是中国自2010年起大幅减少硫氧化物排放,从而净化气溶胶的努力,是全球变暖加速的重要促进者之一。气溶胶,尤其是硫酸盐气溶胶,通过直接散射太阳短波辐射和影响云特性,曾在一定程度上对温室气体驱动的全球升温形成负反馈,起到“冷却”地表的效果。东亚气溶胶清理致使大气中硫酸盐气溶胶含量大幅下降,使这种冷却效果减弱,揭开了被气溶胶掩盖的温室气体效应,导致地表温度提升。研究表明,从2010年起,东亚地区的硫氧化物排放减少约75%,其引起的全球年均温升约为0.07摄氏度,占据过去十几年全球气温加速变化的显著份额。其作用不仅局限于本地区,更波及北太平洋地区及更广泛的北半球,形成了区域性的海面温度升高趋势。
东亚气溶胶排放结构和减排规模的巨大转变,正是推动这些现象发生的关键。长期以来,气溶胶因其能够反射入射太阳辐射并促进云滴形成而被视为对地表温度起抑制作用的重要因素,部分抵消了温室气体导致的升温。但随着工业结构调整和环境政策强化,特别是东亚进入“清洁空气”转型期,硫氧化物和相关气溶胶排放显著缩水。这一变化从遥感资料和地面监测数据中得到清晰反映,表现为区域气溶胶光学厚度的明显下降。从卫星MODIS观测到的气溶胶光学厚度变化,以及社区排放数据系统(CEDS)2024年更新的排放数据均佐证了这一减排趋势。除温度升高外,气溶胶清理还通过影响降水模式和大气环流,带来了地表水文循环的调整。
从RAMIP模型模拟结果来看,东亚气溶胶减排导致东亚夏季降水显著增加,同时增强了北太平洋风暴带的湿润化。这与全球变暖带动的水循环强化趋势相呼应,显示出气溶胶排放变化对水文系统的非凡影响力。值得关注的是,区域气溶胶减少导致的增温效应与海洋表面温度升高产生耦合反馈,可能改变东亚乃至北太平洋地区的气候格局,影响极端天气事件的频率和强度。研究同时指出,大气与海面之间的能量失衡不断扩大,东亚气溶胶清理在这一过程中同样扮演了重要角色。通过卫星CERES和ERA5再分析数据观察到的太空顶辐射通量变化,东亚和北太平洋邻近地区的辐射不平衡明显增加,验证了气溶胶排放减少带来的辐射强迫效应。模型分析还揭示,区域性大气云层结构变化,特别是在北太平洋低云区的云粒子浓度下降,是辐射平衡变化的核心驱动因素。
不同模式间的结果差异多归因于云微物理过程的模拟复杂性和云层动态的多样性,反映气溶胶-云相互作用这一关键气候调节机制仍需深入研究。与此同时,研究也讨论了其他人类活动对近年气候变化的贡献,如甲烷浓度的加速增长及国际航运硫排放限制措施的影响,并将其与东亚气溶胶减排进行对比分析。结果表明,虽然甲烷增加和航运排放变化对全球气温具有一定影响,但在过去十多年内,东亚气溶胶的快速清理是全球变暖速率提升的主导因素之一。气溶胶减排固然有利于改善空气质量和公众健康,但其对气候系统的“副作用”值得关注。东亚大规模的排放削减在成就环境改善的同时,意外加速了温室气体造成的升温,即所谓的“揭开温室气体变暖覆盖”,提醒政策制定者需要在环境健康和气候变化之间取得平衡。这也为全局气候治理提出了挑战:在推动大气污染治理的同时,必须同步加大温室气体减排力度,防止因气溶胶冷却效应减弱而加剧的全球气候变暖。
此外,东亚气溶胶清理行动启示我们,区域性气溶胶排放变化可以产生跨区域甚至全球性的气候影响,令气候变化治理需具备全球视野和跨国合作精神。未来,相关研究需聚焦于气溶胶-云-气候系统的复杂相互作用,完善排放情景数据,提高地球系统模式对变化响应的准确模拟能力。综合多模式、大样本的模拟结果以及观测数据,能够进一步提升我们对气溶胶减排对全球变暖贡献的定量了解,为应对气候变化提供科学参考。常态化的卫星观测技术和地面监测网络将是验证模型预估和追踪全球气候快速变化不可或缺的工具。总的来说,东亚气溶胶减排虽是区域环境治理的成功典范,但却同时成为全球暖化加速的隐含推动力量之一。理解和应对这种矛盾,要求全球社会不仅要聚焦短期环境健康效益,更应协调规划实现长期气候目标。
只有通过全面减缓温室气体排放与合理调控气溶胶排放策略,方能有效控制全球变暖速度,保障可持续发展。