Масштабные усилия Китая по очистке воздуха принесли один из крупнейших успехов в области общественного здравоохранения за последние десятилетия. С момента запуска Плана действий по предотвращению и контролю загрязнения воздуха в 2013 году угольные электростанции были оснащены скрубберами, тяжелая промышленность модернизирована, а стандарты по борьбе с загрязнением ужесточены, что привело к сокращению концентрации твердых частиц в атмосфере более чем на 50%.
Концентрация диоксида серы (газа, способствующего образованию кислотных дождей и опасного смога) снизилась на две трети. Однако новое исследование, опубликованное в журнале Geophysical Research Letters, предполагает, что этот прогресс также выявляет менее очевидную климатическую проблему.
Балансирование
Хотя исследования показывают, что эти экологические меры работают именно так, как и задумано, снижая содержание диоксида серы и улучшая качество воздуха, это влияет не только на здоровье человека. В атмосфере диоксид серы образует сульфатные аэрозоли — мельчайшие частицы, которые отражают поступающее солнечное излучение обратно в космос, оказывая охлаждающее воздействие на планету.
Считается, что совокупное радиационное воздействие аэрозолей компенсирует примерно треть глобального потепления, вызванного выбросами парниковых газов. Однако по мере снижения выбросов образуется меньше сульфатных аэрозолей, а это значит, что отражается меньше солнечного света, и больше солнечной радиации достигает поверхности Земли, способствуя глобальному потеплению.
Атмосферные аэрозоли как в тропосфере (до 12 км в атмосферу), так и в стратосфере (12–50 км вверх) играют важную роль в радиационном балансе Земли. Сульфатные частицы, преобладающие в стратосфере, образуются из серосодержащих газов, выделяемых как в результате деятельности человека (например, сжигания ископаемого топлива), так и из природных источников (включая вулканические извержения). Поскольку аэрозоли сильно влияют на количество солнечной энергии, поглощаемой планетой, точное их представление в климатических моделях имеет важное значение для прогнозирования будущих изменений климата.
Компромиссы в климатической сфере
Моделирование показывает, что снижение выбросов диоксида серы только в Китае могло внести вклад в глобальное потепление примерно на 0,06–0,07 °C в период с 2007 по 2025 год, что составляет приблизительно 12% от общего потепления, наблюдавшегося за этот период. Это имеет важное значение в контексте глобального повышения температуры, где даже десятые доли градуса влияют на экстремальные погодные явления, повышение уровня моря и состояние экосистем.
Это также подчеркивает взаимосвязанный характер экологической политики. В Китае меры, направленные на улучшение качества воздуха, были связаны с изменениями в количестве осадков и химическом составе атмосферы, что демонстрирует тесную взаимосвязь между загрязнением воздуха, погодой и климатом.
Используя модель земной системы в сочетании с недавними химическими наблюдениями, полученными с помощью исследовательских самолетов из азиатского региона летних муссонов, исследователи подсчитали, что сокращение выбросов Китаем в период с 2010 по 2020 год снизило концентрацию сульфатных аэрозолей более чем на 20% над северной частью Тихого океана и более чем на 7% вблизи тропиков. Это снижение увеличило глобальное чистое радиационное воздействие примерно на 0,10–0,15 ватт на квадратный метр, при этом региональное воздействие оказалось в шесть раз сильнее.
Хотя наибольшее снижение концентрации аэрозолей наблюдается в верхней тропосфере, более длительное время жизни частиц в стратосфере позволяет их климатическому влиянию распространяться на более обширные регионы и более длительные временные масштабы.
Исследование показало, что большая часть этого радиационного воздействия обусловлена эффектами коротковолнового излучения, включая как прямое отражение солнечного света, так и косвенное воздействие через облака (когда солнечное излучение рассеивается заключенными в них каплями воды, кристаллами льда и аэрозолями).
Исследование также указывает на аналогичные атмосферные взаимосвязи по всей Азии, хотя и не всегда в одном направлении. В то время как выбросы серы в Китае резко сократились, в Индии за аналогичный период выбросы увеличились, что означает, что региональный баланс аэрозолей меняется сложным и иногда компенсирующим образом.
Поскольку обе страны оказывают сильное влияние на состав верхней тропосферы и нижней стратосферы Азии, изменения в одном регионе могут повлиять на химию атмосферы, радиацию и климат далеко за пределами национальных границ.
Сокращение выбросов по-прежнему имеет значение
Важно отметить, что это не означает, что загрязнение было полезным, но это означает, что климатическая система реагирует сложным образом при снижении уровня загрязнения. Исследователи подчеркивают, что сокращение выбросов диоксида серы и других загрязняющих веществ остается крайне важным, поскольку обеспечиваемый ими охлаждающий эффект носит временный характер, но сопряжен с серьезными человеческими и экологическими издержками.
Важно отметить, что сульфатные аэрозоли недолговечны, оставаясь в атмосфере всего от нескольких дней до нескольких недель, в то время как парниковые газы могут сохраняться в течение десятилетий или столетий.
Это означает, что долгосрочная траектория изменения климата по-прежнему определяется в первую очередь углекислым газом, метаном и другими парниковыми газами, поэтому сокращение этих выбросов остается важнейшим шагом для стабилизации глобальных температур. Таким образом, исследование подчеркивает важность учета нюансов в климатической политике и прогнозировании.
Для точного прогнозирования будущих температурных тенденций климатические модели должны учитывать это меняющееся равновесие между охлаждающими аэрозолями и нагревающими парниковыми газами. Поскольку страны по всему миру стремятся к более чистому воздуху и снижению выбросов, понимание этих взаимодействий будет иметь жизненно важное значение.
