В последние десятилетия наблюдается заметное ускорение глобального потепления, особенно с 2010 года. Этот тренд совпадает с интенсивными усилиями стран Восточной Азии, прежде всего Китая, по борьбе с загрязнением воздуха и снижению выбросов аэрозолей, в том числе диоксида серы (SO2) — одного из основных источников сульфатных аэрозолей. Несмотря на то что улучшение качества воздуха несет множество положительных эффектов для здоровья и окружающей среды, оно одновременно вызывает важный и во многом неожиданный климатический эффект — ускорение глобального нагрева планеты. Ученые из различных стран, используя модели климата и статистический анализ, подтвердили прямую связь между снижением аэрозольных загрязнений в Восточной Азии и возрастанием темпов глобального потепления. Аэрозоли — мельчайшие частицы или капли в атмосфере, которые способны влиять на климат, отражая солнечный свет и изменяя формирование облаков.
Сульфатные аэрозоли особенно эффективны в «охлаждающем» эффекте, поскольку они уменьшают количество солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. В течение многих десятилетий высокий уровень этих аэрозолей в воздухе частично маскировал усиливающееся действие парниковых газов и тем самым снижал реальную скорость глобального потепления. Однако в результате масштабных мероприятий по борьбе с загрязнением воздуха, особенно в Китае, начиная с 2010-х годов, объем выбросов SO2 сократился примерно на 75%, что привело к значительному снижению концентрации сульфатных аэрозолей в атмосфере региона. Исследования, проведённые на основе многомодельного подхода с использованием данных восьми современных климатических моделей, показывают, что уменьшение аэрозольного загрязнения в Восточной Азии вызвало повышение глобальной средней температуры поверхности примерно на 0,07°C, что соответствует ускорению глобального потепления на 0,05°C за десятилетие. Эти данные получили подтверждение благодаря наблюдениям спутниковых измерений и энергетического баланса Земли, показывающих увеличение объема солнечного излучения, достигающего поверхности, и изменение температурных трендов в Северной части Тихого океана и прилегающих регионах.
Географически самые яркие изменения температуры наблюдаются в самом регионе Восточной Азии — на территории Китая и его побережья, а также вдоль североамериканского побережья Тихого океана, где тепло распространяется вследствие измененных атмосферных и океанических процессов. Влияние сокращения аэрозолей распространяется также на Арктику, усиливая процессы арктического усиления потепления. Подтверждение этому находится в наблюдаемых данных, которые показывают рост температур северных широт, сопутствующий снижению аэрозольного загрязнения, особенно в холодный сезон. Выбросы аэрозолей и парниковых газов имеют противоположные эффекты в климатической системе — если парниковые газы улавливают тепло и способствуют потеплению, то аэрозоли отражают солнечное излучение и охлаждают поверхность Земли. В течение XX века высокий уровень аэрозолей в атмосфере, особенно в промышленно развитых регионах Европы и США, смягчал повышение температуры, связанное с ростом концентрации парниковых газов.
С началом XXI века основными источниками аэрозольных вредных воздействий стали страны Восточной и Южной Азии, где индустриализация и рост городского населения привели к глобальному увеличению загрязнения воздуха. Однако масштабные меры по чистому воздуху и жесткое регулирование выбросов смогли значительно снизить эти показатели. Актуальность данного процесса усиливается еще и потому, что сокращение аэрозолей происходит быстрее, чем уменьшение парниковых газов, которые накапливаются в атмосфере десятилетиями и более. Таким образом, эффект «маскировки» парникового нагрева снижается, и реальный климатический ответ становится заметнее. В климатическом сообществе этот феномен называют «размаскировкой глобального потепления» вследствие чистки воздуха от аэрозолей.
Отдельно стоит отметит влияние на гидрологический цикл. Сокращение аэрозолей ведет к увеличению прихода солнечной энергии на поверхность, что приводит к изменению распределения осадков. Исследования показывают, что уменьшение аэрозолей в Восточной Азии вызывает локальное увеличение влажности и осадков, а также смещение основных климатических систем, таких как межтропическая зона конвергенции. В перспективе эти изменения могут сказаться на сельском хозяйстве и водных ресурсах в регионе и за его пределами. Хорошей иллюстрацией происходящих изменений служит анализ радиационного баланса в верхних слоях атмосферы и энергетического потока на земную поверхность.
Спутниковые данные показывают снижение альбедо — отражательной способности планеты — в северной части Тихого океана, связанное с уменьшением количества облаков и аэрозолей. Это способствует увеличению поглощения энергии, нарушая ранее сбалансированное состояние климатической системы и усиливая нагрев поверхности. Одним из вызовов в исследовании данных процессов является высокая внутренняя изменчивость климата, связанная с естественными колебаниями в океанических и атмосферных системах, такими как Тихоокеанская декадная осцилляция. Для выявления климатической реакции на уменьшение аэрозолей требуется использование многомодельных ансамблей и длинных временных рядов данных, что было успешно реализовано в последних научных проектах. Это позволило отделить эффект от естественной изменчивости и получить убедительные выводы о вкладе именно антропогенных изменений в Восточной Азии.
Кроме того, помимо сокращения диоксида серы, важно учитывать и другие частицы, такие как сажа и органические аэрозоли, которые также влияют на климат. Впрочем, их снижение было менее масштабным, и, как показали исследования, основное влияние на ускорение глобального потепления за последние годы все же связано с уменьшением сульфатных аэрозолей из-за политики по улучшению качества воздуха в регионе. Стоит отметить, что подобные процессы происходят не только в Восточной Азии. Так, ужесточение правил Международной морской организации, приведшее к сокращению выбросов SO2 с кораблей с 2020 года, также способствует уменьшению охлаждающего эффекта аэрозолей на планету, однако масштабы этого явления пока уступают эффекту от Восточной Азии из-за разницы в объеме и концентрации выбросов. Перспективы развития ситуации требуют внимания и баланса между задачами защиты климата и здоровья населения.
Снижение аэрозольного загрязнения имеет огромные социальные и экологические преимущества, однако оно сопровождается усилением глобального потепления, что требует одновременного сокращения выбросов парниковых газов, усиливающих парниковый эффект. В противном случае существует риск того, что климатическая система будет реагировать еще более остро. В будущем снижение аэрозольных выбросов в Восточной Азии, несмотря на замедление темпов, будет продолжаться, поскольку многие промышленные процессы становятся более экологичными, а экологическое законодательство ужесточается. Однако общий вклад этого процесса в глобальное потепление с каждым годом станет менее значимым, поскольку начальный резкий спад уже произошел. В то же время вызовы, связанные с сокращением парниковых газов, остаются ключевыми для сдерживания глобального изменения климата.
