污染悖论：清除烟雾如何导致海洋变暖

他们称之为“斑点”。广阔的海洋，周期性地从阿拉斯加延伸到加利福尼亚 温暖 气温升高高达 4 摄氏度（7 华氏度），导致鱼类资源大量减少、海鸟挨饿、有毒藻类大量繁殖、鲑鱼无法返回河流、取代海狮并迫使鲸鱼进入航道寻找食物。

该斑点首次形成于 2013 年，分布在东北太平洋，面积相当于加拿大的面积。它持续了三年并且不断回归——最近一次 去年夏天. 。到目前为止，科学家们还无法解释这种海洋突然升温的现象。气候变化，即使与厄尔尼诺等自然周期相结合，也是不够的。

但新的 分析 暗示一个意想不到的原因。中国海洋大学气象学家郑晓通和国际同事认为，这种异常升温是中国大力清理空气污染的结果。烟雾颗粒的减少使地球免受阳光照射，加速了变暖，并引发了整个太平洋的一系列大气事件，实际上使海洋煮熟了。

采访过的其他研究人员 耶鲁环境 360 在深入的气候模型的帮助下得出的这一发现对太平洋和其他地区的未来气候具有潜在的重要影响。除南亚和非洲外，世界大部分地区导致烟雾的微小颗粒（统称为气溶胶）的排放量正在下降。科学家担心清理工作不仅会导致全球大气升温，还会导致更强烈的区域海洋热浪。

清除空气污染会加剧大气变暖的想法听起来有悖常理。

德克萨斯农工大学的大气科学家杨阳徐（未参与这项研究）表示，这表明“气溶胶的减少将以我们以前从未经历过的方式扰乱气候系统。会给我们带来惊喜。”

事实上，这种情况可能已经在大西洋发生了。我们采访过的一些研究人员认为，特殊的 热浪 从去年春天到今年四月，这种病毒横跨北大西洋，导致鱼类逃往较冷的北极水域，其强度可能归因于国际社会为减少穿越海洋的船舶气溶胶排放所做的努力。

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清除空气污染会加剧大气变暖的想法听起来有悖常理。但悬浮在大气中的小颗粒（统称为气溶胶）与温室气体有很大不同。它们不是通过捕获太阳辐射来使地球变暖，而是通过散射入射的阳光，有时甚至制造云来遮蔽地球。

它们在空气中停留的时间不会超过几天。但气候建模者计算出，当它们在那里时，它们可以抵御多达三分之一的温室变暖。

然而，近年来，这种降温影响在世界大部分地区已开始减弱。得益于旨在保护公众健康的清洁空气立法，自 20 世纪 80 年代以来，欧洲和北美的气溶胶排放量已有所减少。郑说，在过去的十年里，中国也发生了同样的情况，中国国家主席习近平于 2013 年推出了对污染行业的严格控制，使气溶胶总体排放量减少了 70%。

在全球范围内，现在空气中的人为气溶胶在任何时候都比几十年来要少。苏珊·鲍尔（Susanne Bauer）是美国宇航局戈达德空间研究所的气候建模师， 说 这一“气溶胶时代的转折点”发生在本世纪第一个十年，并且随着越来越多的国家寻求消除雾霾，这一转折点似乎还将持续下去。

科学家表示，其结果是，气溶胶面罩正在滑落，导致许多地区的全球变暖加剧。英国气候模型师本·布斯 (Ben Booth) 表示：“我们目前正在经历由温室气体驱动的全球变暖，而气溶胶的清除又加剧了这一现象。”气象局。

其对气候的影响并不出人意料。气溶胶冷却的预测下降已被考虑在内 预测 政府间气候变化专门委员会（IPCC）对未来全球变暖的预测。但郑关于太平洋暖流成因的新发现表明，我们还可以期待更多更大的区域气候意外。

如果没有气溶胶的冷却作用，世界可能已经达到了危险的气候变化的温度阈值。

为什么会这样呢？答案在于，气溶胶在空气中停留的时间不够长，无法在大气中充分混合。因此，国家污染清理工作将创建全新的气溶胶分布图。

一些地区的气温会比其他地区高得多，这种差异性变暖有可能破坏大气环流模式的稳定，而大气环流模式很大程度上是由热驱动的。郑说，这似乎就是东北太平洋正在发生的事情。

当他和同样来自中国海洋大学的王海以及美国和德国的同事模拟了最近中国东部空气净化对循环系统可能产生的影响时，他们发现，清除中国的雾霾导致太平洋顺风处异常的大气加热。

这改变了气压 加剧的 阿留申低气压，白令海的半永久性低压区。这反过来又降低了向东的风速，限制了风冷却下方海洋的能力，为“极端海洋变暖提供了有利条件”。

郑和同事警告说，这些发现预示着未来“不成比例的大规模”热团事件。

气溶胶有多种形状和大小，从灰尘和烟灰到肉眼看不见的微小颗粒。他们有许多自然资源，例如森林火灾和沙尘暴。但自工业革命以来，大气中的气溶胶含量因人为来源（主要是煤炭和石油等化石燃料的燃烧）而急剧增加。

这些排放物包括大量的二氧化硫 (SO2)，这种气体很容易与空气中的其他化合物发生反应，产生微小颗粒，这些颗粒既可以遮蔽地球，又可以充当凝结核，导致大气中的水分凝聚成水滴，从而形成云。 。

燃烧化石燃料会产生导致地球变暖的二氧化碳和掩盖大部分变暖现象的气溶胶。大气温度取决于两者之间的平衡。最后一届政府间气候变化专门委员会 评估 2021 年发表的《气候科学》计算得出，温室气体正在产生约 1.5 摄氏度的变暖效应，其中 0.4 摄氏度被气溶胶掩盖。

“如果没有气溶胶的冷却作用，世界将已经达到《巴黎协定》规定的‘危险’气候变化1.5度的温度阈值。” 说 Johannes Quaas，莱比锡大学气象学家，IPCC 前主要作者。

但随着越来越多的国家采取行动减少气溶胶排放，这种平衡正在发生变化。

直到最近，船舶排放的气溶胶使地球降温的程度可能超过其排放的温室气体使地球变暖的程度。

他们这样做是因为人们越来越意识到气溶胶对公共卫生的影响，世界卫生组织认为 计算 每年导致超过 400 万人因癌症、呼吸系统疾病和心血管疾病过早死亡。据一项研究称，空气污染使中国部分地区的预期寿命缩短了五年 2013年学习.

各国要求电力公司、工业和汽车制造商过滤颗粒物，燃烧低硫燃料或安装设备以去除烟囱排放中的二氧化硫，从而在不减少燃烧燃料产生的能量的情况下清除气溶胶和二氧化硫排放。

欧洲和北美制定清洁空气法已近半个世纪。自2013年以来，在许多城市出现一系列令人衰弱的雾霾之后，中国以惊人的速度紧随其后。十年间，其人为气溶胶排放量下降了70%，二氧化硫排放量减少幅度更大，从2013年的2040万吨减少到2022年的240万吨。

中国研究人员已经详细追踪了这对当地气候的影响。南京信息工程大学大气物理学家杨阳测算，到2017年， 增强的 中国东部地区现有温室变暖趋势为0.1摄氏度。随着清理工作的范围扩大，包括交通运输，他 期望 到 2030 年，这种额外的加热将增加到 0.2 至 0.5 摄氏度，到 2060 年将增加到 0.5 摄氏度以上。https://flo.uri.sh/visualization/18099847/embed

杨预测，这还将引发当地大气环流的变化，导致中国南部及周边国家（例如菲律宾）降雨量增加。郑的新研究表明，其影响范围已经更加深远，横跨太平洋，在美国海岸形成了“斑点”。

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我们还能在哪里期​​待破坏当地的气候变化？在中国之外，研究人员正在探索近期减少航运二氧化硫排放的努力可能带来的海洋气候意外。

肮脏的含硫柴油长期以来一直是船舶锅炉的首选燃料。因此，直到最近，世界船队每年排放的二氧化硫超过 1000 万吨，占气溶胶“强迫”产生的人为气候总量的 10% 到 20%，佛罗里达州立大学研究气溶胶和气候的迈克尔·戴蒙德 (Michael Diamond) 说。

船舶是一个 主要原因 海洋上空气溶胶的积累，通常很少有其他人为来源。卫星图像显示沿着主要航线延伸的清晰云迹。

当然，燃烧船舶燃料也会排放二氧化碳。但直到最近，船舶排放的气溶胶使地球变冷的程度可能超过其排放的温室气体使地球变暖的程度。然而，这种情况正在改变。船舶似乎将从行星冷却器转向行星变暖器。

消除甲烷这种短暂的温室气体，可以快速解决气溶胶损失的一些影响。

2020 年，联合国国际海事组织 (IMO) 通过以下方式应对日益增大的净化港口周围空气的压力： 减少 运输燃料中允许的硫含量从 3.5% 降至 0.5%。船舶二氧化硫排放量的减少已经导致航道上空的云层减少，海洋温度升高。

戴蒙德说，他有一篇论文目前正在接受同行评审，其“结论是，（去年）北大西洋海洋热浪的三分之一可能归因于国际海事组织的规定。”与此同时，布斯是一本书的合著者 纸 本月在线预印本，其中认为航运减排“可能有助于解释过去 12 个月全球气温快速上升的部分原因”。

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我们要去哪里？

如果世界在未来几十年成功地努力降低温室气体排放，同时继续遏制气溶胶，那么我们仍然可以预期气候持续变暖，而气溶胶的减少是一个日益严重的原因。

杨最近与人合着了 纸 该报告预测，在本世纪中叶，清洁空气对变暖的影响将“远远超过温室气体的影响”。他说，“潮湿热浪将会增加，持续时间更长，幅度更强”。

那么可以做什么呢？世界能否拥有清洁的空气，同时将气温保持在可承受的水平并避免海洋热浪恶化？

本文采访的大多数科学家都认为，最好的途径仍然是加倍努力减少温室气体排放。但戴蒙德表示，气溶胶困境凸显了优先考虑切割的必要性 甲烷排放量.

作为地球变暖因素，这种有毒的温室气体的重要性仅次于二氧化碳。戴蒙德指出，目前，其变暖效应几乎与持续气溶胶排放的平均降温效应相同。由于甲烷是一种相对短暂的温室气体，在大气中仅存在十年左右，因此消除甲烷可以快速解决气溶胶损失的一些影响。幸运的是，有一个唾手可得的成果可以实现这一目标：最简单和最便宜的行动包括防止天然气、油井和管道中的甲烷排放。

需要明确的是，没有人——但没有人——建议我们应该停止气溶胶的清理。死亡人数实在是太大了。

来源： 耶鲁大学