За последние несколько десятилетий мировое сообщество уделяет растущее внимание проблемам изменения климата и загрязнения воздуха. Особенно заметным стал прогресс в борьбе с загрязнением в Восточной Азии, где промышленно развитые регионы страны приняли меры по существенному сокращению выбросов вредных веществ в атмосферу. Эти действия обусловлены стремлением повысить качество жизни населения и снизить вред здоровью. Однако в последние годы учёные обращают внимание на неожиданный побочный эффект, связанный с этим процессом – ускорение глобального потепления. Одна из основных причин такого парадоксального эффекта связана со свойствами атмосферных аэрозолей, особенно сульфатов.
Эти частицы, образующиеся в результате сжигания ископаемого топлива и промышленных выбросов, обладают способностью отражать солнечное излучение обратно в космос, что приводит к локальному охлаждению поверхности Земли. Несмотря на вредные для здоровья последствия, аэрозоли формировали своего рода «корону защиты» от более быстрого повышения температуры за счёт снижения общего количества солнечной энергии, достигающей поверхности планеты. С середины 1980-х годов доля выбросов сульфатов в мировом масштабе значительно изменилась – в Западной Европе и Северной Америке наблюдался спад, а в Восточной Азии, преимущественно в Китае и Индии, наоборот, увеличилась. Это приводило к неоднородному распределению охлаждающего эффекта аэрозолей по регионам и влияло на глобальные климатические процессы. Однако в последнее десятилетие Китай предпринял масштабные усилия для снижения загрязнения воздуха, сократив выбросы диоксида серы примерно на 75%, что соответствует уменьшению на более чем 20 мегатонн в год.
Многочисленные климатические модели, в частности проекты Regional Aerosol Model Intercomparison Project (RAMIP), позволили исследовать последствия такой масштабной очистки атмосферы. Использование восемь различных высокотехнологичных моделей Земной системы, каждая с множеством ансамблей, позволяет учитывать вариабельность климата и получить устойчивые результаты. Эти модели показали, что уменьшение аэрозольных выбросов в Восточной Азии разом уменьшило отражение солнечной радиации, что привело к повышению глобальной средней температуры поверхности приблизительно на 0,07 градуса Цельсия в период с 2015 по 2049 годы в расчёте на модельные прогнозы. Данный рост температуры приходится на ускорение глобального потепления, зафиксированное примерно с 2010 года. Стоит подчеркнуть, что, несмотря на кажущуюся незначительность прироста температуры в 0,07 градуса, он оказывает глубокое влияние гормональную динамику климата.
Такой масштаб изменения в составе атмосферы способен запустить цепочку реакций, влияющих на циркуляцию атмосферы, температуру океанов и распределение осадков. Региональное распределение температурных изменений является важным аспектом. Модели показывают, что наиболее сильные локальные повышения температуры наблюдаются в Восточной Азии, особенно в Восточном и Северном Китае, а также в северной части Тихого океана. Там повышение температуры достигает отметок в районе одного градуса Цельсия в отдельные сезоны лето и зима. Более того, наблюдается потепление и в арктическом регионе, что связано с известным явлением арктического усиления – когда изменения температуры в полярных областях происходят быстрее, чем в среднем по планете.
Влияние на гидрологические процессы также заметно. Повышение температуры приводит к общемировому увеличению влажности атмосферы и интенсивности осадков. Согласно моделям, глобальное увеличение осадков составило около 0,3%, с особой концентрацией на региональные пики влажности в Восточном Китае и вдоль побережья Восточной Азии, а также в зонах штормовых треков Северной Америки. Одним из важных инструментов, подтверждающих модели, являются спутниковые наблюдения. Измерения спутников MODIS за последние десятилетия фиксируют заметное снижение аэрозольной оптической глубины над Восточной Азией, что коррелирует с известными сокращениями выбросов.
Сопоставление с изменениями температуры поверхности и радиационным балансом Земли подтверждает отрицательную связь между аэрозольной загрузкой и ускорением глобального потепления. Особенно примечателен прирост топ-атмосферного энергетического дисбаланса внутри зоны Северного Тихого океана, где солнечная радиация теперь поглощается ощутимо сильнее, что соответствует уменьшению отражения из-за сокращения аэрозолей. Стоит отметить, что недавние законодательные инициативы Международной морской организации, направленные на уменьшение социальных выбросов диоксида серы со стороны судоходства, хоть и приводят к снижению общего количества аэрозолей в атмосфере, но их влияние на глобальное потепление за последние несколько лет значительно уступает эффекту от очистки воздуха в Восточной Азии. Судоходные выбросы меньше по масштабу и воздействию по сравнению с происходящими в регионе бурного экономического роста трансформациями энергетики и промышленного сектора, что делает данные региональные изменения основным драйвером. Устранение такой естественной «охлаждающей заслонки» в виде аэрозолей открывает собой реальный основной фактор ускоренного глобального потепления, который дополняет рост парниковых газов.
Так, по оценкам, увеличение темпа глобального потепления после 2010 года с 0,18 до 0,25 градусов Цельсия в десятилетие частично объясняется именно очисткой атмосферы Восточной Азии от сульфатных аэрозолей. Тем не менее, есть и другие факторы, влияющие на современный климат, включая рост концентраций метана, который также является мощным парниковым газом, и меняющиеся океанические циклы, такие как Тихоокеанский десятилетний осциллятор. Эти факторы вносят дополнительную сложность в атрибуцию и анализ изменений климата, требуя дальнейших исследований. Важным выводом является то, что мероприятия по улучшению качества воздуха, хотя и необходимы для здоровья населения и устойчивого развития, оказывают непредвиденное климатическое воздействие. Это ставит перед мировым сообществом задачу балансировки между экологическими целями и климатической политикой.
В дальнейшем, с продолжающимся снижением выбросов в Восточной Азии, влияние очистки атмосферы на ускорение глобального потепления, вероятно, будет уменьшаться, при условии поддержания достигнутых уровней сокращений. Однако важно учитывать нелинейность процессов в атмосфере и возможные сложные обратные связи, связанные с взаимодействием аэрозолей и облаков. Таким образом, современная научная картина свидетельствует о том, что усилия Восточной Азии по очистке воздуха, важные для здоровья регионального населения, непреднамеренно способствовали ускорению глобального потепления. Это подчеркивает необходимость комплексного подхода к охране окружающей среды, учитывающего взаимосвязь различных компонентов климатической системы и влияния антропогенных факторов.
