В последние десятилетия Восточная Азия стала одним из ключевых регионов с интенсивной индустриализацией и высоким уровнем загрязнения воздуха. Особенно значительное влияние на атмосферу и климат оказывали выбросы аэрозолей, таких как сульфаты, которые обладают охлаждающим эффектом, отражая солнечное излучение обратно в космос. Однако в начале 2010-х годов Китай и другие страны региона начали масштабную борьбу с загрязнением воздуха, достигнув существенного снижения выбросов аэрозолей и их предшественников. Этот процесс, называемый «очисткой аэрозолей», оказал неожиданное воздействие на климат – он способствовал ускорению глобального потепления. Аэрозоли, особенно сульфатные частицы, в атмосфере играют роль своеобразного защитного щита, который временно охлаждает поверхность Земли и компенсирует часть нагрева, вызванного парниковыми газами.
Их охлаждающий эффект связан с возможностью рассеивать и поглощать солнечный свет, а также с взаимодействием с облаками, увеличивая их альбедо, то есть отражательную способность. За счет этого облака отражают больше солнечного излучения, снижая количество энергии, достигающей поверхности. Весь этот процесс называется отрицательным радиационным принуждением и они уменьшают интенсивность глобального потепления. В начале XXI века с ростом промышленного производства и сжигания ископаемого топлива Китай, Индия и остальные страны развивающегося Востока стали одними из главных источников аэрозольного загрязнения в мире. Несмотря на серьезные экологические проблемы, вызванные высоким уровнем загрязнения воздуха, сульфатные аэрозоли в значительной мере маскировали общий эффект парниковых газов, замедляя глобальное потепление.
Однако к 2010 году проблема со здоровьем и экологией вынудила Китай начать интенсивные меры по сокращению выбросов диоксида серы (SO2) – основного предшественника сульфатных аэрозолей. Правительственные программы по контролю за загрязнением воздуха, ограничение промышленных эмиссий и модернизация энергетического сектора привели к уменьшению выбросов SO2 примерно на 75% по сравнению с уровнем предыдущего десятилетия. Очистка воздуха и сокращение аэрозольных выбросов имеют непосредственные положительные эффекты для здоровья населения и улучшения видимости. Однако в климатологическом смысле эти действия ослабляют «охлаждающее покрывало» над планетой, что приводит к так называемому «размаскированию» парникового эффекта. Уменьшается общее отражение солнечной энергии, и поверхность Земли получает больше тепла.
Эти процессы хорошо иллюстрированы последними результатами исследования RAMIP (Regional Aerosol Model Intercomparison Project), которые используют данные восьми современных климатических моделей и показывают, что снижение выбросов аэрозолей в Восточной Азии за последние годы вызвало дополнительный глобальный потеплительный эффект порядка 0,07 градуса Цельсия. Хотя это значение кажется небольшим, оно является значительной частью увеличения темпа глобального потепления, особенно учитывая, что мировая температура растет в среднем на 0,18 градусов в десятилетие с 1980 по 2009 год, а после 2010 года темп возрос примерно до 0,25 градусов. Данные спутниковых наблюдений подтверждают, что уровень аэрозольного загрязнения за Азиатским регионом значительно снизился. Доля отраженного солнечного света стала уменьшаться, особенно над Восточным Китаем, а также над Северной частью Тихого океана, где часто формируются облака, зависящие от влияния аэрозолей. Эти изменения влияют не только на региональный климат, но и на глобальную энергетическую балансировку планеты.
Недавние наблюдения Земли на верхней границе атмосферы показывают увеличение поглощения энергии Земной системой, что совместимо с закономерностями, вызванными очисткой аэрозолей в Восточной Азии. Установленное восстановление теплового дисбаланса (радиационного дисбаланса) говорит о том, что с уменьшением аэрозольного покрова Земля поглощает больше энергии, что способствует ускорению повышения температуры как воздуха, так и океанов. Особенно заметно это в Северной части Тихого океана, где повышение температуры воды и воздуха имеет устойчивый характер. Эти изменения переносятся на окружающие регионы за счет сложных климатических телескопических эффектов и воздушных потоков. Значительная роль аэрозольных выбросов объясняет также региональные особенности потепления.
Именно над Восточной Азией и соседними морскими бассейнами локализуется максимальный вклад в ускорение климатических изменений, что совпадает с зоной сильных сокращений загрязнений воздуха. Физические процессы напрямую связаны с уменьшением альбедо, ростом поступления солнечной радиации и изменениями в облачном покрове, что усиливает парниковый эффект. Помимо Китая, сокращения выбросов SO2 в целом по Восточной Азии имеют тенденцию замедляться, поскольку основные источники высокий выбросов уже значительно уменьшены. По оценкам, оставшиеся эмиссии SO2 составляют менее 25% от уровня 2010 года. Это говорит о том, что влияние очистки аэрозолей в будущем на рост глобальной температуры станет менее выраженным, но на сегодняшний день этот процесс продолжает вносить вклад в ускорение глобального потепления.
Помимо влияния на температуру, изменения в концентрации аэрозолей приводят к сдвигам в распределении осадков. Исследования моделирования показали, что общий уровень осадков увеличивается вместе с потеплением, причём относительно повышения температуры наблюдается увеличение влажности атмосферы и усиление гидрологического цикла. В Восточной Азии повышение температуры из-за сокращения аэрозолей усиливает монсунные процессы, способствуя увеличению летних осадков. Это, в свою очередь, влияет на сельское хозяйство, экосистемы и управление водными ресурсами региона. Нельзя не отметить, что параллельно с очисткой воздуха меняются и другие источники ферторического воздействия на климат.
Например, за последнее десятилетие наблюдается ускорение роста концентраций метана, мощного парникового газа, а также значительные изменения в выбросах судового транспорта, который также оказывает влияние на уровень SO2 в атмосфере. Тем не менее, в сравнении с влиянием очистки аэрозолей в Восточной Азии, эти факторы имеют меньший вклад в текущий ускоренный рост глобальной температуры. Таким образом, меры правительства Китая и других стран Восточной Азии, направленные на улучшение качества воздуха и сокращение выбросов загрязняющих веществ, привели к двойному эффекту. С одной стороны, это улучшило здоровье миллионов людей и повысило качество среды обитания. С другой стороны, эти экологические успехи сопутствуют ускорению глобального потепления из-за снижения охлаждающего влияния аэрозолей.
Важным выводом является то, что климатическая система реагирует на антропогенное загрязнение комплексно и неоднозначно. Сокращение загрязнений воздуха является безусловно позитивным событием, однако оно требует одновременного и усиленного сокращения выбросов парниковых газов, чтобы компенсировать утраченное охлаждающее воздействие аэрозолей и предотвратить ускоренное изменение климата. В свете полученных результатов необходимо совершенствовать климатические модели, учитывая региональные особенности деятельности человека и их незамедлительные климатические последствия. Продолжающееся наблюдение за изменениями в составе атмосферы, а также широкое применение систем многомодельного анализа помогут точнее оценить будущие сценарии климата и адаптировать меры политического регулирования загрязнений и выбросов. Очистка аэрозольного загрязнения в Восточной Азии, в первую очередь вызванная сокращением SO2, стала одним из ключевых факторов, включивших новый виток ускорения глобального потепления после 2010 года.
Эти данные подчеркивают важность интегрированного подхода к охране окружающей среды и борьбе с изменением климата, объединяющего экологические, экономические и климатические цели в масштабах страны и всего мира.
