Глобальное потепление остается одной из самых важных проблем современности, оказывая влияние на все аспекты жизни на планете. В последние годы учёные обратили внимание на необычное явление — ускорение роста глобальной температуры после примерно 2010 года. Параллельно с этим наблюдается масштабное сокращение выбросов атмосферных аэрозолей в Восточной Азии, прежде всего в Китае. Эта взаимосвязь явилась предметом глубокого исследования, которое выявило, что очистка воздуха от аэрозолей сыграла не только позитивную роль для здоровья населения, но и способствовала ускорению глобального потепления. Разберёмся в деталях, как именно происходит этот процесс и почему он важен для понимания современной климатической динамики.
Аэрозоли и их роль в климате Аэрозоли — это мелкие частицы, взвешенные в воздухе, которые поступают в атмосферу как от природных источников (пыль, вулканический пепел, морская соль), так и от человеческой деятельности (сжигание ископаемого топлива, промышленные выбросы). Специфически для климата важны сульфатные аэрозоли, образующиеся из диоксида серы (SO2). Они влияют на климат, отражая солнечный свет обратно в космос и способствуя формированию облаков с более высоким альбедо — то есть способность отражать солнечное излучение. Этот эффект оказывает охлаждающее воздействие на поверхность Земли, компенсируя в какой-то степени парниковое потепление, вызванное выбросами углекислого газа и других парниковых газов. Таким образом, до недавнего времени аэрозоли существенно смягчали скорость глобального потепления, хотя и создавали проблемы для здоровья и экологии.
Очистка воздуха в Восточной Азии и сокращение аэрозольных выбросов Китай и соседние страны Восточной Азии долгое время имели высокие уровни загрязнения воздуха, в частности диоксидом серы и сопутствующими аэрозолями, что вызывало серьёзные экологические и социальные последствия. С начала 2010-х годов правительство Китая активизировало меры по борьбе с загрязнением атмосферы, введя строгие стандарты выбросов, использовав новые технологии фильтрации, и перешло на экологически более чистые виды топлива. В результате сокращение выбросов SO2 составило около 75% с примерно 20 мегатонн в год. Аналогичные тенденции наблюдались и в других странах региона. Это привело к заметному уменьшению концентраций сульфатных аэрозолей и снижению аэрозольной оптической плотности над Восточной Азией за последний десяток лет.
Последствия сокращения аэрозолей для климата и ускорение глобального потепления Воздействие снижения аэрозольных выбросов на климат трудно переоценить. Исследования, основанные на моделировании восьмью современными комплексными климатическими моделями, продемонстрировали, что уменьшение аэрозолей в Восточной Азии способствует тому, что климатический сигнал глобального потепления становится «обнажённым». Это связано с тем, что аэрозоли раньше отчасти маскировали эффект парниковых газов, охлаждая планету. Моделирование показало, что снижение выбросов SO2 в Восточной Азии с 2010 по 2023 год могло привести к глобальному повышению средней поверхности на 0,07 градуса Цельсия с неопределённостью ±0,05°C. Это ускорение учитывает значительную часть прироста скорости глобального потепления с примерно 0,18°C за десятилетие до 2010 года до 0,25°C за последующее десятилетие.
При этом влияние температурного роста носит региональный характер: особенно заметно потепление наблюдается в Восточной Азии и северной части Тихого океана, что соответствует географии снижения аэрозольной нагрузки. Более того, наблюдаются качественные совпадения по усвоению энергии Земли, измеренной на верхней границе атмосферы, с моделируемыми результатами, подтверждающими тем самым вклад именно аэрозольных изменений. Роль аэрозолей в формировании атмосферных процессов и цикл осадков Изменения в аэрозольном составе атмосферы не только влияют на температуру, но и на осадки и влажность. Сокращение аэрозолей ведёт к увеличению поступления солнечной радиации на поверхность, усиливая испарение, и в конечном итоге — усиливая гидрологический цикл. Модели указывают на небольшое, но устойчивое увеличение глобального среднегодового осадков, приблизительно на 0,3% с гидрологической чувствительностью около 4% увеличения осадков на каждый градус повышения температуры.
В Восточной Азии и прилегающих районах наблюдается усиление летних дождей, а также сдвиг пояса межтропической зоны конвергенции к северу, что согласуется с модельными ожиданиями для Северного полушария при ускоренном потеплении. Влияние внутренних климатических колебаний и ограничений исследования Стоит отметить, что климат — сложная система с множеством источников вариации, включая внутренние колебания океанической температуры и атмосферные циркуляции, такие как Тихоокеанская декадная осцилляция. Эти процессы влияют на распределение температур и осадков, и их вклад в краткосрочные тренды достаточно велик. Тем не менее, многомодельные многосиовые симуляции, использованные для исследования влияния аэрозольных выбросов, помогают выделить долгосрочные изменения, связанные именно с изменением антропогенных эмиссий. Также следует учитывать, что модели имеют различия в деталях представления аэрозоль-облачных взаимодействий и физики атмосферы, что приводит к разбросу результатов.
Тем не менее общая согласованность между моделями и наблюдениями повышает уверенность в выводах. Другие факторы, влияющие на недавнее ускорение глобального потепления Среди других антропогенных факторов следует выделить быстрый рост концентраций метана — мощного парникового газа. Несмотря на ускорение темпов роста метана после 2010 года, долгосрочные тренды всё ещё не выходят за рамки исторической вариабельности, и влияние метана на ускорение потепления, по-видимому, уступает влиянию изменений аэрозольного режима Восточной Азии. Также стоит упомянуть резкое сокращение эмиссий SO2 со стороны судоходного сектора после введения новых регламентов Международной морской организации с 2020 года. Эти изменения, однако, еще недостаточно длительны, чтобы внести заметный вклад в глобальные климатические тренды за период исследования (2010–2023 годы).
Что ждёт впереди? Правительства Восточной Азии намерены продолжать сокращать загрязнение воздуха и выбросы, однако масштабы сокращений становятся все менее существенными по мере достижения более чистого состояния атмосферы. По последним данным, в регионе осталось около четверти от выбросов SO2, имевшихся в 2010 году, которые ещё можно сократить. Это означает, что вклад дальнейшего сокращения аэрозолей региона в глобальное потепление может снижаться, хотя многое зависит от характера нелинейных процессов взаимодействия аэрозолей с облаками и атмосферой в целом. Стоит также помнить об общем тренде сокращения загрязнений и загрязнений аэрозолями в мировом масштабе, ведь глобальная динамика климата складывается из многих региональных изменений. Заключение Сокращение выбросов сульфатных аэрозолей в Восточной Азии за последние полтора десятилетия привело к уменьшению охлаждающего эффекта аэрозолей, что в свою очередь способствовало ускорению глобального потепления примерно на 0,07°C и увеличению скорости роста глобальной температуры.
Эти процессы стали одной из важных причин повышенной динамики изменения климата, наблюдаемой с начала 2010-х годов. Подобные исследования показывают, как комплексные взаимодействия между загрязнением воздуха и климатической системой могут вносить неожиданные коррективы в общую картину глобального изменения климата. Они демонстрируют необходимость учитывать широкое разнообразие факторов, включая антропогенные и естественные процессы, при прогнозировании будущих сценариев климата и выработке стратегий его смягчения.
