В последние годы темпы глобального потепления увеличились, вызывая обеспокоенность ученых и общественности. За период с начала 2010-х годов наблюдается заметное ускорение повышения средней температуры поверхности Земли. Один из значимых факторов, влияющих на этот процесс, — изменения в концентрации атмосферных аэрозолей, особенно связанная с масштабной очисткой воздуха в Восточной Азии. В данной статье рассмотрим, каким образом действия по снижению выбросов аэрозолей в таких странах, как Китай, напрямую повлияли на климатическую систему планеты, а также разберём основные механизмы и последствия этих изменений с опорой на современные данные и модели климата. Аэрозоли и их комплексное воздействие на климат Аэрозоли — это мельчайшие частицы или капли, взвешенные в атмосфере.
Они имеют неоднородный по составу и свойствам характер. Основной вклад в охлаждение поверхности планеты вносят сульфатные аэрозоли, возникающие из-за сжигания ископаемого топлива, особенно угля, и промышленной деятельности. Они отражают часть солнечной радиации обратно в космос и изменяют свойства облаков, делая их более отражающими. Поэтому такие частицы обладают способностью снижать количество энергии, доходящей до поверхности Земли, и тем самым временно маскировать парниковый эффект, вызванный выбросами углекислого газа и других парниковых газов. На протяжении XX века значительная часть мировых аэрозольных выбросов приходилась на развитые страны, такие как США и Европа.
Однако с 1980-х годов главный источник аэрозолей сместился в страны Южной и Восточной Азии, где интенсивно развивалась промышленность и энергетика без столь же строгих экологических стандартов. К концу 2000-х годов именно Китай занимал лидирующую позицию по выбросам диоксида серы (SO2) — крупнейшего предшественника сульфатных аэрозолей. Меры по очистке воздуха в Восточной Азии Начиная с 2010 года, Китай, а затем и другие страны региона предприняли масштабные усилия по сокращению загрязнения атмосферного воздуха. Были внедрены строгие экологические стандарты, технологии очистки выбросов в промышленности и энергетике, что привело к радикальному снижению выбросов SO2 — более чем на 75% по некоторым оценкам. Такое быстрое и масштабное снижение означало уменьшение концентраций сульфатных аэрозолей в атмосфере региона, что подтвердили данные спутникового наблюдения (MODIS Terra and Aqua) и наземных мониторов.
В результате чистого воздуха стало больше и видимость улучшилась, но вместе с тем изменились радиационные характеристики атмосферы, и поток солнечного излучения, достигающего земной поверхности, увеличился. Влияние очищения аэрозолей Восточной Азии на глобальное потепление Очистка воздуха в Восточной Азии и связанное с ней сокращение сульфатных аэрозолей оказали непредвиденный эффект — они сняли часть временного охлаждающего воздействия, которое ранее удерживало рост глобальной температуры. Это явление называют «размаскированием» или «unmasking» парникового эффекта: с уменьшением аэрозолей сили маскирующий эффект, который раньше компенсировал часть тепла от парниковых газов, снижается, и глобальная температура начинает расти быстрее. Большой международный проект RAMIP (Regional Aerosol Model Intercomparison Project) объединил восемь современнейших климатических моделей с 10 ансамблями для каждой из них. Используя данные по фактическим снижением выбросов в Восточной Азии и транзитным моделям с аналогичными сценариями, исследователи смогли оценить вклад именно азиатских изменений в последующее глобальное потепление.
Результаты показали, что с 2010 года снижение аэрозолей в Восточной Азии способствовало глобальному подъему средней температуры поверхности примерно на 0,07 °C с учетом неопределенности ±0,05 °C. Этот эффект во многом объясняет ускорение потепления, наблюдаемое в последние годы, когда скорость среднегодового роста температуры увеличилась до 0,25 °C за десятилетие по сравнению с 0,18 °C за десятилетие ранее. Географически сильнейшее влияние сокращения аэрозолей наблюдается непосредственно над Восточной Азией и над прилегающим Северным Тихим океаном. Регион Северной Америки, особенно западное побережье США, также демонстрирует значительное потепление, связанное с изменением циркуляции и радиационных условий, вызванных удаленными эффектами азиатских аэрозольных изменений. Механизмы влияния и региональные особенности Аэрозоли влияют на климат двумя основными путями — напрямую, рассеивая и поглощая солнечный свет, и косвенно — путем изменения свойств облаков.
Сокращение сульфатных аэрозолей снижает степень рассеивания солнечной радиации и уменьшает образование ярких, отражающих свет облаков, что в итоге увеличивает количество энергии, поглощаемое поверхностью и океаном. Ключевым регионом является зона Северного Тихого океана, где феномен «тёплых пятен» в океане (например, «Тихоокеанский горячий остров») становится более выраженным в связи с ослаблением аэрозольного охлаждения. Данные спутниковых измерений и спутниковых радиационных балансов подтверждают усиление энергетического дисбаланса именно в этом регионе, что вызывает положительную обратную связь и способствует дальнейшему потеплению. Климатические модели показывают, что в Восточной Азии эффект снижения аэрозолей проявляется как локальное усиление приземной температуры и увеличение осадков, особенно в летний сезон. Увлажнение связано с возрастанием испарения и изменениями атмосферных конвективных процессов.
Кроме того, северный сдвиг зоны межтропической зоны конвергенции (ITCZ) показывает, что локальные изменения аэрозолей могут влиять на глобальные климатические паттерны, вызывая асимметрию между северным и южным полушариями. Сложности оценки и неопределенности Несмотря на высокую значимость полученных результатов, исследования затрудняются из-за естественной внутренней вариабельности климата, особенно связанной с Тихоокеанским декадальным осцилляцией (PDO) и Эль-Ниньо/Ла-Нинья. Эти природные процессы маскируют или усиливают эффект причинно-следственных связей и требуют долгосрочных наблюдений и моделирования с большим количеством ансамблей для статистической достоверности. Кроме того, существуют различия в моделях в части репрезентации аэрозольных свойств, их взаимодействия с облаками и удаления из атмосферы, что повышает разброс результатов и требует постоянного совершенствования моделей и обновления эмиссионных каталогов. Другие факторы ускоренного потепления Очистка аэрозолей в Восточной Азии — важный, но не единственный фактор ускоренного глобального потепления в 2010-х годах.
Среди них рост атмосферных концентраций метана, одного из сильных парниковых газов, и прочие антропогенные и естественные процессы. Например, с 2020 года ввелись международные правила уменьшения выбросов диоксида серы судоходным флотом, что привело к аналогичному, хотя и меньшему, сокращению аэрозолей и также к некоторому увеличению температуры. Перспективы и последствия Ведение политики по снижению загрязнения атмосферы в Восточной Азии, помимо очевидной пользы для здоровья и качества жизни, имеет климатические издержки в виде ускорения глобального потепления из-за уменьшения охлаждающего эффекта аэрозолей. В будущем темпы сокращения аэрозолей замедлятся, поскольку основной потенциал снижения уже использован, и влияние этого фактора на глобальный климат станет менее значительным. Эти данные подчеркивают сложность взаимодействий между различными антропогенными воздействиями на климат и важность комплексного подхода к регулированию выбросов как парниковых газов, так и загрязнителей воздуха.
