近年来,全球气候变化的议题日益成为国际社会关注的焦点。特别是在全球气温不断攀升的大背景下,科学家们不断探索影响全球变暖的各种因素。最新研究表明,东亚地区近年来大规模减少气溶胶排放的行动,不仅改善了当地和区域的空气质量,同时也在一定程度上促进了全球表面温度的上升,从而加速了近期全球变暖的速度。这一发现为我们理解人类活动对气候系统的复杂影响提供了新视角。气溶胶,尤其是硫酸盐气溶胶,因其对太阳辐射的反射作用,被认为对地球气候具有冷却效应。过去几十年中,工业化进程伴随着大量气溶胶和其前体气体的排放,这些颗粒物质能够通过增强云的反射率和散射阳光,降低太阳能达到地表,从而对抗温室气体导致的升温效应。
九十年代以来,东亚成为全球最大的气溶胶排放区域之一,尤其是中国,在工业快速发展的同时排放了大量二氧化硫(SO2),生成了丰富的硫酸盐气溶胶。然而,自2010年前后,中国及其邻近国家开始实施强有力的空气污染控制政策,针对二氧化硫和其他污染物进行了大幅度削减,成功减少了大约75%左右的硫酸盐气溶胶排放量。这场“气溶胶清理运动”有效地降低了大气中气溶胶的数量,使得地表所接收的太阳辐射增强,促使地表温度上升。多个采用当代地球系统模型(如RAMIP项目)的大型模拟研究,使用了八个最新气候模型和大量成员集合,对东亚气溶胶排放减少的气候影响进行了详细评估。模拟结果显示,东亚地区硫酸盐排放下降导致了全球年均气温约提升0.07摄氏度,尤其明确表现出在北太平洋地区及相关海域的显著升温现象。这一温度提升速度就足以成为2010年以来全球变暖加速的主要推动因素之一。
除了温度上升以外,减少的气溶胶排放也改变了降水分布,促进了北半球夏季季风降水增强,并推动热带收敛带向北移动。这些气候模式变化对于区域气候系统和生态环境都有深刻影响。卫星观测也支持这类模拟结果。通过卫星遥感获取的气溶胶光学厚度(AOD)数据显示,自2010年以来,东亚地区尤其是中国的AOD明显下降,反映了该区域大幅度的气溶胶清理。与此对应的顶部大气层(TOA)辐射不平衡增加,表明地球吸收更多的太阳能量,这直接导致了地表和海洋温度的升高。值得注意的是,模型内部存在一定的不确定性和差异,主要源于不同模型对气溶胶-云作用的实现机制不同以及区域气候反馈的复杂性。
此外,内部气候变率(如太平洋年代际振荡等)也对短期气温趋势造成影响,但总的来说,多模型集合平均结果具有较强的信心。当前,东亚地区的气溶胶排放已进入较低水平,未来减排的空间将趋于有限。这暗示,东亚气溶胶清理对于未来气候变化趋势的推动作用可能会减弱,但其过去 decade 对全球变暖加速的贡献不可忽视。与此同时,其他因素如甲烷浓度持续上升、国际航运硫排放规制亦在一定程度上影响全球气候系统。总的来看,东亚地区减少气溶胶排放的措施虽然改善了区域公共健康和生态环境,但作为一种“无意的副作用”,却减弱了气溶胶对全球变暖的遮蔽效应,从而加速了全球气温的升高。气溶胶对地球气候的复杂影响,使得我们在制定未来减排政策和评估气候响应时必须综合权衡多方面因素。
此发现亦凸显了区域空气污染治理在全球气候系统中的交互作用和重要性,提示国际社会在协同应对气候变暖和空气污染时,需要考虑跨领域的相互关系。随着气候科学的不断进步,未来更加精准的模型模拟和观测数据将进一步揭示气溶胶排放变化的气候影响机制,为全球气候治理提供科学依据和决策支持。