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中国污染治理导致近期全球变暖加速?

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发表于 昨天 09:45|来自:中国广东 | 显示全部楼层 |阅读模式
本年41日愚人节刚过,一位记者朋友发来在英国杂志《新科学家》(New Scientist)上的一篇文章咨询我的意见,文章的题目“中国大幅减少空气污染导致全球变暖加剧”,这项报道指出中国在过去20年间,将硫酸盐排放量削减了75%以上,虽然治理了空气污染,但是加剧了过去20年的全球变暖。
这一看就是个“标题党”的文章,重要是要挑起话题的。《新科学家》不是专业期刊,是一本面向科技爱好者的通俗刊物,定位为报道“入门即高端”的科技进展,简言之,假如你想在一杯咖啡的时间[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]里相识一周重要的科技进展,又不想被艰深术语劝退,这本刊物还算是个不错的选择。当然了,作为通俗刊物,那“标题党”就是必修技能之一了。

《新科学家》这篇文章基于对一篇预印本文章的报道,预印本文章题目为:中国治理气溶胶对近期全球变暖加速起到了重要推动作用(China’s aerosol cleanup has contributed strongly to the recent acceleration in global warming),作者包罗18位研究人员,基本上都来自正规研究机构,有几位还是很资深的研究人员。当时我的评价是预印本不等于正式发表,过去几年大量预印本文章上线又撤稿,已经成为常态,基于此报道,很容易打脸,需要等这篇文章经过偕行评议修改发表后,才具有讨论的价值。
714日,这篇文章最终上线Nature旗下刊物Communications Earth & Environment(CEE),文章有一些小的改动,重要的是标题变化了,改为:东亚地区的气溶胶治理很可能对近期全球变暖加速起到推动作用(East Asian aerosol cleanup has likely contributed to the recent acceleration in global warming,后面简称该文章为“东亚气溶胶治理”)[1],研究对象从中国改为东亚,作用也从strongly改为likely,明显对中国的问责口吻大幅度减弱,而学术讨论的语气更强,这才是学术研究该有的样子。

不过内容和结论变化不大,东亚范围尽管也包罗了部分越南、老挝、缅甸和朝鲜,但重要还是中国东部地区,包罗了华北、川渝、汾渭平原等传统污染比力严重的区域。该研究用8个地球系统模式、80组集合试验做了一个思想实验假设从2010年起,东亚地区SO排放大幅度减少75%20Tg/年),考察其对全球温度的影响。重要结论如下:全球平均气温在15年内额外上升0.07±0.05°C,折合下来对2010以来的全球变暖贡献为0.05°C/十年。
看到这里,我基本释然了,对比几个数字,就会发现以上数值真的不算大。
全球平均升温到2010年达到约+1.02°C(基于IPCC第六次评估报告),2024年达到+1.55°C(创有纪录以来最高,世界气象组织2025年报告),2010年到2024年,全球平均气温升高了约0.53°C,假如东亚气溶胶贡献为0.07±0.05°C,那真不算多。按照这篇研究,平均下来,从20102023年,全球温度升高的速率大约为0.33±0.17°C/十年,那东亚气溶胶治理贡献的0.05°C/十年也不大,不到1/6,确实算不上预印本文章所用的词汇“strongly”,至少不是近期全球变暖的重要原因。
然而,从20102023年的全球温度包罗了丰富的信号,既有全球变暖的,也有年代际振荡的,还有年际变化的,尤其是受赤道东平静洋ENSO事件影响,全球温度有约0.2°C的波动变化,假如去除这些影响,这篇文章估算全球变暖在20102023年期间的速度是0.25±0.06°C/十年,按照这个数值来估算,东亚气溶胶治理贡献的0.05°C/十年也不大,约为1/5,肯定不是引起全球变暖的重要原因。
关于近些年全球变暖加速,重要原因还是温室气体排放的持续增加,根据Global Carbon Project的评估报告,上世纪90年代,每年化石燃料燃烧排放的CO2总量不凌驾250亿吨,而到2020年之后,这一数值已经飙升至350亿吨以上,其中2024年化石燃料燃烧排放的CO2总量高达374亿吨(Global Carbon Budget, 2024),假如再考虑土地利用引起的碳排放、甲烷和氧化亚氮等温室气体的排放,近几年温室气体排放量折合为570亿吨二氧化碳当量(Emission Gap Report2024)。

每年化石燃料燃烧排放的CO2总量变化,图片来自Global Carbon Project的年度报告。
温室气体排放引起大气中温室气体浓度增加,上世纪60年代,大气中CO2浓度的增速低于1.0ppm/每年;21世纪初,CO2浓度的增速已经进步到2.0ppm/每年以上;2010年之后,这一数值进步到约2.5ppm每年;而过去2年,夏威夷Mauna LoaCO2浓度增加已经飙升至2.36ppm2023年)和3.33ppm2024年),已经成为人类历史上温室气体增速最快的时期。

夏威夷Mauna Loa观测站的CO2浓度增速,图片来自NOAA下属Global Monitoring Laboratory (https://gml.noaa.gov/ccgg/trends/gr.html)
关于近期全球变暖的加速,著名气候学家James Hansen给出了其他的解释,在20232025年发表的两篇论文里[2, 3]Hansen指出近期加速变暖是多重因子的结果,他强调与海洋船舶气溶胶排放减少密切相关。国际海事组织(IMO)一直致力于船舶在海洋上的空气污染减排,不断进步船舶燃油的标准。从20107月开始,要求ECA区域(如波罗的海、北海、北美沿岸等)船舶燃油硫含量上限从1.5 %降到1.0%,并从20151月进一步降低到0.1%,降幅凌驾93%。在公海区域,从20121月起,要求船舶燃油硫含量上限从4.5%降至3.5%,并自20201月起实施的“2020限硫令,要求船舶燃油硫含量上限进一步从3.5%降至0.5%,全球航运SO排放刹时减少80%以上。

2005年以来,国际海事组织(IMO)不断进步船舶燃油的标准,其中“2020限硫令大幅度降低全球航运的SO排放量,图片来自Hansen et al.[2]
海洋上空气较为清洁,航线上气溶胶量的减少,使得航线上云量减少,研究估算由此产生的新增气候逼迫约0.07–0.15 W/m,在2025年的最新研究中,Hansen认为可达0.5 W/m,这足以解释2020–2023年地球反照率下降0.5%和全球升温再增0.2 °C[2],成为近期气候增暖加速的重要原因。2025319日,世界气象组织发布2024年度全球气候状况报告[4],在讨论2023年和2024年的升温时,也认为海洋气溶胶的作用均远宏大于东亚气溶胶变化的影响(https://wmo.int/publication-series/state-of-global-climate-2024)。

世界气象组织发布的《2024年全球气候状况》报告估算了导致2023年和2024年全球温度异常高的原因,图片来自《2024年全球气候状况》[4]
然而“东亚气溶胶治理”的作者团队似乎并不认可这一结果,他们2025423日在Atmospheric Chemistry and Physics上的一篇文章[5]认为,现在船舶气溶胶减排的影响非常小,几乎无法和气候内部变率相分离。以上不同的结论反映了气候扰动的复杂性,很明显还需要更多的研究和讨论才能给出明确的结论。
但不管怎么说,“东亚气溶胶治理”研究提出,哪怕数值比力小,东亚地区(也就是中国)空气污染治理对全球变暖还是起到加速作用的,不过假如媒体据此认为“中国减少空气污染导致全球变暖加剧”,在我看来就是别有用心了,中国的空气污染治理只是让已经存在的全球变暖问题抹去了面纱,露出真正的面目而已。
人类运动导致气候异常重要有两个重要途径,1)人类燃烧化石燃料导致全球温室气体飙升,进而温室效应增强导致全球温度升高;2)人类运动大量排放污染物,导致大气中气溶胶升高,通过阳伞效应导致温度降低。很多人对第一个途径比力熟悉,而对第二个相识甚少。大气中气溶胶影响气候不仅通过直接效应,而且还通过间接效应,直接效应重要是气溶胶本身散射阳光,从而减少到达地球表面的太阳辐射,间接效应是这些气溶胶本身可以当做云凝结核,使层积云变得更亮、更密,从而反射更多的太阳光,导致地球表面降温。根据IPCC估算,气溶胶通过以上的直接和间接的效应,在地球表面上打起一把“遮阳伞”,把温室气体造成的+1°C以上的升温遮住了约0.4°C
我们现在讨论的全球变暖,其实是温室气体的温室效应和气溶胶的阳伞效应二者抵消后的结果。在工业革命之前,全球大气中不仅温室气体浓度低,气溶胶含量也很低,自工业革命以来,尤其是二战之后,从20世纪50年代到70年代,全球气溶胶的含量大幅上升,这重要是发达国家工业化过程中大量排放所导致的。气溶胶的大幅增加带来了阳伞效应,在一定程度上抵消了温室效应,甚至导致了20世纪50年代到70年代全球气温出现下降的征象。

全球SO2的排放量,图片来自Hansen2025年的文章[2]
到了20世纪70年代以后,发达国家连续采取了空气污染治理步伐,例如美国推出了《清洁空气法案》等。这些举措明显减少了大气中的气溶胶含量,随着大气中温室气体浓度持续走高,被阳伞效应压制的温室效应逐渐显现出来。因此,从20世纪80年代开始,全球变暖问题成为了全世界广泛关注的情况议题之一。
现在,全球气溶胶浓度虽然有所降低,但还处于高位,这一方面是发达国家通过产业转移将污染产业转移到发展中国家,另一方面,发展中国家也开启了工业化历程,导致气溶胶排放增加,包罗我国、印度、巴基斯坦、印度尼西亚、尼日利亚等国空气质量持续恶化。我国的空气污染问题在本世纪初的十年间变得非常严重,在2010年前后,冬季“雾霾天”严重,PM.浓度时常爆表,蓝天成为奢望,严重影响人民健康和我国的可持续发展。
2012年之后,我国先后实施《大气污染防治行动计划》(“大气十条”)《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和《空气质量持续改善行动计划》,不仅成功遏制了空气污染的恶化趋势,而且实现了空气质量的持续改善,为全球空气污染治理树立了榜样。2013—2024年我国SO2浓度下降超80%[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)],2024年均值仅8–9g/m[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)],已接近背景水平,全国地级及以上城市PM.年均浓度由2013年的72g/m降至2024年的29.3g/m[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)],降幅59%。重点地区的京津冀及周边[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]PM.2013年的110g/m降至2024年的42.2g/m[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)],降幅61.6%[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)];北京2024PM.30.5g/m[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)],连续四年稳定达到国家二级标准

北京2013-2024年PM2.5级别日历图揭示我国空气质量迅速改善。

我国气溶胶的减少是全球空气污染改善的重要一环,带来的阳伞效应减弱让本来被遮掩的温室效应显现得更清晰。我们要认识到,全球变暖之所以变得如此严重,根本原因是由于全球温室气体的大幅增加,而不是因为气溶胶的减少。这份研究的启示不在于批判发展中国家在改善空气方面的积极,而是提供机会让我们深刻认识现在的全球变暖问题。
考虑到现在全球空气污染依然比力严重,大气中大量的气溶胶像是覆盖在全球变暖问题上的“面纱”,使得我们在评估全球变暖问题时难以认识到其真正的“面貌”,导致对全球变暖的低估。在过去几年,著名气候学家James Hansen一直对此举行讨论。78日,James Hansen发表一篇博客文章,标题为“让科学之火长燃的方法”(A Formula to Keep the Science Flame Burninghttps://mailchi.mp/caa/a-formula-to-keep-the-science-flame-burning?e=53c79a8802),在这篇博文里,他指出IPCC对气候敏感度(温室气体翻番的增温数值)的最佳估算是3摄氏度左右,而他结合多个研究给出的估值是4.5℃,这意味着当全球变暖完全展示面目时,可能比现在的估计更严重。
根据夏威夷Mauna Loa的温室气体浓度数据,711日,大气中CO2浓度为428.22ppm,这一数值比工业革命前的数值高出50%以上,按照气候敏感度最佳估值3摄氏度来估算,这样的CO2浓度对应的全球升温约为1.5℃,这与2024年底的增温(1.55℃)几乎接近,然而考虑到现在全球大气中气溶胶浓度还不低,尤其是广大发展中国家还在严重的空气污染中挣扎,意味着“阳伞效应”依然有一定的强度。随着本世纪发展中国家的进一步崛起,未来印度、巴基斯坦、印度尼西亚、尼日利亚等亚非拉发展中国家都会举行空气污染治理,全球空气质量逐步改善,治理效果对全球气候的影响也会慢慢显现,阳伞效应减弱到可忽略不计的时候,那才是全球变暖完全显现,露出其本来狰狞的面貌的时候。
参考文献
[1]. SAMSET B H, WILCOX L J, ALLEN R J, et al., 2025. East Asian Aerosol Cleanup Has Likely Contributed to the Recent Acceleration in Global Warming [J].Communications Earth & Environment, 6(1): 543. Doi: 10.1038/s43247-025-02527-3.
[2]. HANSEN J E, KHARECHA P, SATO M, et al., 2025. Global Warming Has Accelerated: Are the United Nations and the Public Well-Informed? [J].Environment: Science and Policy for Sustainable Development, 67(1): 6-44. Doi: 10.1080/00139157.2025.2434494.
[3]. HANSEN J E, SATO M, SIMONS L, et al., 2023. Global Warming in the Pipeline [J].Oxford Open Climate Change, 3(1). Doi: 10.1093/oxfclm/kgad008.
[4]. WMO, State of the Global Climate 2024. 2025: Switzerland.
[5]. WATSON-PARRIS D, WILCOX L J, STJERN C W, et al., 2025. Surface Temperature Effects of Recent Reductions in Shipping SO2 Emissions Are within Internal Variability [J].Atmospheric Chemistry and Physics, 25(8): 4443-4454. Doi: 10.5194/acp-25-4443-2025.

来源:https://view.inews.qq.com/k/20250719A02DZ800
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