Как очистка аэрозолей в Восточной Азии повлияла на ускорение глобального потепления

Технология блокчейн Институциональное принятие

В последние десятилетия темпы глобального потепления демонстрируют заметное ускорение, особенно с начала 2010-х годов. Одной из причин этого явления становится интенсивное снижение выбросов аэрозолей в Восточной Азии, главным образом в Китае. Эти изменения тесно связаны с активными мерами по улучшению качества воздуха и борьбе с загрязнением атмосферы, что имело значительные климатические последствия не только в регионе, но и на глобальном масштабе. Аэрозоли представляют собой мелкие частицы, взвешенные в атмосфере, которые способны влиять на состояние климата. Среди них важное место занимают сульфатные аэрозоли, формирующиеся из диоксида серы (SO2).

Они обладают способностью отражать солнечный свет и взаимодействовать с облаками, повышая их альбедо (отражательную способность). В результате сульфатные аэрозоли оказывают охлаждающее воздействие на поверхность Земли, частично компенсируя эффект тепличных газов. В течение XX века промышленное развитие в различных регионах мира сопровождалось значительными выбросами сульфатного аэрозоля, что вносило вклад в общую динамику климата. Однако географическая карта источников аэрозолей менялась со временем. После 1980-х годов Китай и Индия стали одними из крупнейших источников сульфатных аэрозолей, замещая Западную Европу и Северную Америку.

К началу 2010-х наблюдался резкий поворот — особенно в Китае стартовали масштабные программы по сокращению загрязнения воздуха. С миллиардными инвестициями и комплексными экологическими реформами китайское правительство успешно снизило выбросы диоксида серы примерно на 75%, что эквивалентно уменьшению на 20 тысяч тонн в год. Эта масштабная очистка атмосферы привела к значительному снижению аэрозольной нагрузки над Восточной Азией, что можно наблюдать в спутниковых данных по оптической глубине аэрозолей. Однако избавление от аэрозолей из атмосферы, несмотря на положительное влияние на здоровье и экологию, имело неожиданное последствие для климата. Уменьшение концентрации сульфатных аэрозолей снизило их охлаждающий эффект, фактически «размаскировав» потепление, вызванное парниковыми газами.

Земля получила больше солнечной энергии, что вызвало ускорение общей тенденции глобального потепления. Ученые с помощью сложных моделей Земной системы смогли проследить эти процессы и оценить их масштаб. Многочисленные симуляции с использованием восемь моделей Земной системы, объединенные в проект RAMIP, подтверждают, что снижение сульфатных аэрозолей в Восточной Азии с 2010 года является значительным драйвером ускорения глобального потепления. Глобальное среднегодовое повышение температуры по этой причине оценивается в 0,07°C, что достаточно для объяснения значительной доли повышения скорости потепления, наблюдаемого в последнее десятилетие. Географически это ускорение проявляется в усиленном нагреве над Восточной Азией и, что особенно интересно, в северной части Тихого океана.

Связанный с этим изменением топ-of-атмосферы радиационный баланс демонстрирует увеличение поглощения энергии в этих регионах, которое совпадает с наблюдаемыми тенденциями по спутниковым данным. Изучение таких пространственных паттернов важней для понимания взаимосвязей региональных изменений и глобальных климатических процессов. Не менее значимым является рост осадков, сопровождающий повышение температуры, что связано с усилением гидрологического цикла. В частности, в летний период в Восточном Китае и вдоль побережья Тихого океана наблюдается повышение влажности и выпадения осадков. Ученые связывают это с региональным нагревом и перераспределением атмосферных потоков, вызванным изменениями в аэрозольной нагрузке.

Несмотря на то, что интенсивное сокращение аэрозольных выбросов в Восточной Азии является отдельным фактором, в последние годы начали появляться и другие конкурентные процессы, влияющие на климат. Увеличение концентраций метана и похолодание вследствие природных вариабельностей, таких как Фаза Эл-Ниньо и Тихоокеанская декадная осцилляция, также играют свою роль в формировании глобальной температуры. Однако модельные оценки указывают, что влияние очистки воздуха в Китае является одним из ключевых объяснений повышения скорости потепления после 2010 года. Особый интерес представляют изменения в энергетическом балансе Земли на уровне верхней границы атмосферы – так называемом TOA (top-of-atmosphere) балансе радиации. Измерения с помощью спутников CERES показывают увеличение поглощенной энергии над Северной частью Тихого океана и Восточной Азией в последние годы, что коррелирует с уменьшением концентраций аэрозолей и ведет к более интенсивному нагреву поверхности.

При этом влияние аэрозольных выбросов из судоходной отрасли, которое также ощутимо начало снижаться с 2020 года вследствие международных норм, оказалось меньше по масштабу и на более коротком временном интервале, нежели эффект от китайской очистки воздуха. Это позволяет ученым выделять сокращение восточноазиатских аэрозолей в качестве значительного фактора формирования современной динамики климата. Выводы этих исследований имеют важное значение для глобальной климатической политики и понимания возможных будущих трендов. Очистка воздуха и борьба с загрязнением остаются приоритетами для сохранения здоровья населения и экосистем, однако одновременное сокращение аэрозолей ставит перед обществом новые задачи — например, ужесточение усилий по снижению тепличных газов, чтобы компенсировать ослабленный охлаждающий эффект атмосферы. Также важно более подробно изучать нелинейные эффекты, которые могут возникать в процессе дальнейших изменений аэрозольной нагрузки и взаимодействия с облаками, поскольку они способны усиливать или смягчать климатические изменения.

Последовательные наблюдения, улучшение модели и комплексные исследования механизмов взаимодействия загрязнителей и атмосферы станут ключом к более точной оценке будущего состояния климата. В целом, опыт Восточной Азии показывает, что экологическая политика имеет сложные, многогранные воздействия на климат. Понимание этих процессов необходимо для сбалансированных решений, способных обеспечить устойчивое развитие и поддержку климатической стабильности в условиях меняющегося мира.