오염 역설:스모그 청소가 해양 온난화를 일으키는 방법

그들은 그것을 "The Blob"이라고 부릅니다. 알래스카에서 캘리포니아까지 주기적으로 뻗어 있는 광대한 바다 따뜻하다 최대 섭씨 4도(화씨 7도)까지 낮추고, 어류를 멸종시키고, 바닷새를 굶주리고, 독성 조류를 번성시키고, 연어가 강으로 돌아가는 것을 막고, 바다사자를 대체하고, 고래를 먹이를 찾기 위해 항로로 강제로 이동시킵니다.

블롭은 2013년에 처음 형성되었으며 캐나다 크기의 북동 태평양 지역에 퍼졌습니다.3년 동안 지속되었고 계속해서 재발하고 있습니다. 가장 최근에는 지난 여름.지금까지 과학자들은 이러한 급격한 해양 가열을 설명할 수 없었습니다.기후 변화는 엘니뇨와 같은 자연 순환과 결합하더라도 충분하지 않습니다.

하지만 새로운 분석 예상치 못한 원인을 암시합니다.중국 해양대학교의 기상학자 정샤오퉁(Xiaotong Zheng)과 국제 동료들은 이러한 엄청난 가열이 중국 대기 오염의 극적인 정화의 결과라고 주장합니다.태양 광선으로부터 지구를 보호하는 스모그 입자의 감소로 인해 온난화가 가속화되고 태평양 전역에서 일련의 대기 현상이 발생하여 사실상 바다가 끓어오르게 되었습니다.

다른 연구자들이 인터뷰한 내용 예일 환경 360 심층 기후 모델링의 도움으로 이루어진 이번 발견은 태평양 및 기타 지역의 미래 기후에 잠재적으로 중요한 영향을 미치는 것으로 확인됩니다.에어로졸이라고 통칭되는 스모그를 유발하는 작은 입자의 배출은 남아시아와 아프리카를 제외하고 전 세계 대부분에서 감소하고 있습니다.과학자들은 이번 청소로 인해 지구 대기가 가열되고 지역 해양 폭염이 더 심해질 것을 우려하고 있습니다.

대기 오염을 정화하면 대기 온난화를 악화시킬 수 있다는 생각은 직관에 어긋나게 들립니다.

이번 연구에 참여하지 않은 텍사스 A&M 대학의 대기과학자 양양 쑤(Yangyang Xu)는 “에어로졸 감소는 우리가 이전에 경험하지 못한 방식으로 기후 시스템을 교란할 것”이라고 말했습니다.우리에게 놀라움을 선사할 것입니다.”

실제로, 그러한 일이 이미 대서양에서 일어나고 있을 수도 있습니다.우리와 대화를 나눈 일부 연구자들은 예외적인 현상이 다음과 같이 주장했습니다. 폭염 작년 봄부터 올해 4월까지 북대서양을 가로질러 확산되어 더 차가운 북극해로 도망가는 물고기를 보내는 것은 바다를 건너는 선박의 에어로졸 배출을 줄이려는 국제적인 노력에 그 강도가 기인했을 수 있습니다.

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대기 오염을 정화하면 대기 온난화를 악화시킬 수 있다는 생각은 직관에 어긋나게 들립니다.그러나 집합적으로 에어로졸이라고 알려진 대기 중에 부유하는 작은 입자는 온실 가스와 매우 다릅니다.태양복사를 가두어 지구를 따뜻하게 하는 대신, 들어오는 햇빛을 산란시키고 때로는 구름을 만들어 지구를 그늘지게 만듭니다.

그들은 며칠 이상 공중에 머물지 않습니다.그러나 기후 모델 연구자들은 그들이 그곳에 있는 동안 온실가스 온난화의 3분의 1 정도를 막아낼 수 있다고 계산합니다.

그러나 최근 몇 년 동안 이러한 냉각 효과는 전 세계 대부분에서 감소하기 시작했습니다.공중 보건을 보호하기 위한 청정 공기 법안 덕분에 1980년대 이후 유럽과 북미에서 에어로졸 배출량이 감소했습니다.그리고 지난 10년 동안 중국에서도 같은 일이 일어났는데, 2013년 시진핑 주석이 도입한 더러운 산업에 대한 정부의 엄격한 통제로 전체 에어로졸 배출량이 70% 감소했다고 Zheng은 말했습니다.

전 세계적으로 현재 대기 중 인위적 에어로졸의 양은 지난 수십 년보다 적습니다.NASA Goddard Institute for Space Studies의 기후 모델러인 Susanne Bauer는 다음과 같이 말했습니다. 라고 이러한 "에어로졸 시대의 전환점"은 금세기 첫 10년에 발생했으며 더 많은 국가가 스모그 추방을 추구함에 따라 계속될 것으로 보입니다.

그 결과 에어로졸 마스크가 미끄러져 많은 지역에서 지구 온난화가 가속화되고 있다고 과학자들은 말합니다.영국의 기후 모델러인 Ben Booth는 “우리는 현재 에어로졸 제거로 인해 온실가스로 인해 강화된 지구 온난화를 경험하고 있습니다.”라고 말합니다.메트 오피스.

이것이 기후에 미치는 영향은 예상치 못한 것이 아닙니다.에어로졸 냉각의 예상 감소는 이미 고려되었습니다. 투영 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC)이 미래 지구 온난화에 대해 발표했습니다.그러나 따뜻한 태평양 얼룩의 원인에 대한 Zheng의 새로운 발견은 우리가 또한 점점 더 큰 지역적 기후 놀라움을 기대할 수 있음을 시사합니다.

에어로졸의 냉각 효과가 없었다면 세계는 이미 위험한 기후 변화의 온도 한계점에 도달했을 것입니다.

왜 그렇습니까?그 대답은 에어로졸이 대기 중에서 완전히 혼합될 만큼 충분히 오랫동안 공중에 머물지 않는다는 사실에 있습니다.따라서 국가적 오염 정화 작업은 에어로졸 분포에 대한 근본적으로 새로운 지도를 만들 것입니다.

일부 지역은 다른 지역보다 훨씬 더 많이 가열되며, 이러한 차별적인 온난화는 주로 열에 의한 대기 순환 패턴을 불안정하게 만들 가능성이 있습니다.이것이 북동 태평양에서 일어나고 있는 것으로 보인다고 Zheng은 말했습니다.

그와 중국 해양대학교의 왕하이(Hai Wang)는 미국과 독일의 동료들과 함께 최근 중국 동부의 공기 정화가 순환 시스템에 미칠 수 있는 영향을 모델링했을 때, 그들은 국가의 스모그 제거가 태평양 상공의 바람이 부는 방향에서 예외적인 대기 가열.

이로 인해 기압이 바뀌었고 강화된 베링해의 반영구적 저기압 지역인 알류샨 저기압.이는 결국 더 동쪽으로 풍속을 감소시켜 아래 바다를 냉각시키는 바람의 능력을 제한하여 “극심한 바다 온난화에 유리한 조건”을 제공했습니다.

Zheng과 동료들은 이번 발견이 미래의 "불균형하게 큰" 웜블롭(warm-blob) 사건의 전조라고 경고했습니다.

에어로졸은 먼지와 그을음부터 눈에 보이지 않는 작은 입자까지 형태와 크기가 다양합니다.그들은 산불과 먼지 폭풍과 같은 많은 자연 원인을 가지고 있습니다.그러나 산업 혁명 이후 대기 중 에어로졸의 양은 인위적인 원인, 주로 석탄과 석유와 같은 화석 연료의 연소로 인해 극적으로 증가했습니다.

이러한 배출물에는 공기 중의 다른 화합물과 쉽게 반응하여 지구를 가리는 작은 입자를 생성하고 대기 수분이 구름을 형성하는 물방울로 합쳐지게 하는 응축 핵 역할을 할 수 있는 가스인 다량의 이산화황(SO2)이 포함됩니다. .

화석 연료를 태우면 지구 온난화를 일으키는 이산화탄소와 온난화의 대부분을 가리는 에어로졸이 모두 생성됩니다.대기 온도는 둘 사이의 균형에 따라 달라집니다.마지막 IPCC 평가 2021년에 출판된 기후 과학 보고서에서는 온실 가스가 약 1.5°C의 온난화 효과를 생성하고 이 중 0.4°C가 에어로졸에 의해 가려지는 것으로 계산했습니다.

"에어로졸의 냉각 효과가 없었다면 세계는 이미 파리 협정에서 정한 '위험한' 기후 변화의 온도 기준점인 1.5도에 도달했을 것입니다." 라고 라이프치히 대학의 기상학자이자 전 IPCC 수석 저자인 요하네스 콰아스(Johannes Quaas).

그러나 점점 더 많은 국가가 에어로졸 배출을 줄이기 위해 노력함에 따라 균형이 바뀌고 있습니다.

최근까지 선박의 에어로졸 배출은 아마도 온실가스 배출이 지구를 따뜻하게 하는 것보다 지구를 더 냉각시켰을 것입니다.

이는 에어로졸이 공중 보건에 미치는 영향에 대한 인식이 높아지면서 세계보건기구(WHO)가 계산하다 매년 암과 호흡기 및 심혈관 질환으로 인해 400만 명 이상의 조기 사망이 발생하고 있습니다.대기오염으로 인해 중국 일부 지역의 기대 수명이 최대 5년 단축됐다고 AFP통신이 전했다. 2013년 연구.

국가에서는 전력 회사, 산업 및 차량 제조업체에 미립자를 필터링하고 저유황 연료를 연소하거나 굴뚝 배출에서 SO2를 제거하기 위한 장비를 장착하도록 요구하고 있습니다. 따라서 연료 연소로 생성되는 에너지를 줄이지 않고도 에어로졸과 SO2 배출을 제거할 수 있습니다.

유럽과 북미에서는 거의 반세기 동안 청정 공기법을 시행해 왔습니다.2013년부터 많은 도시에서 심각한 스모그가 이어지면서 중국도 엄청난 속도로 뒤따랐습니다.인위적 에어로졸 배출량은 10년 만에 70% 감소했으며, SO2 배출량은 2013년 2,040만 톤에서 2022년 240만 톤으로 훨씬 더 감소했습니다.

중국 연구자들은 이것이 지역 기후에 미치는 영향을 어느 정도 자세히 추적했습니다.난징정보과학기술대학의 대기물리학자 양양(Yang Yang)은 2017년까지 부스트 중국 동부의 기존 온실가스 온난화 추세를 0.1°C만큼 낮췄습니다.운송을 포함하여 청소 작업이 확대됨에 따라 그는 기대한다 이 추가 가열은 2030년까지 0.2~0.5°C로 증가하고 2060년까지 0.5°C 이상으로 증가합니다.https://flo.uri.sh/visualisation/18099847/embed

Yang은 이것이 또한 지역 대기 순환의 변화를 촉발하여 중국 남부와 필리핀과 같은 인근 국가에 더 많은 강우량을 초래할 것이라고 예측합니다.Zheng의 새로운 연구에 따르면 그 효과는 이미 훨씬 더 광범위하여 태평양을 건너 미국 해안에 Blob을 생성하는 것으로 나타났습니다.

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지역 기후 변화를 방해할 수 있는 곳이 또 어디 있습니까?중국 이외의 지역에서 연구자들은 선박에서 SO2 배출을 줄이려는 최근 노력으로 인해 해양 기후에 예상치 못한 변화가 발생할 가능성을 조사하고 있습니다.

더러운 유황 디젤은 오랫동안 선박 보일러의 연료로 사용되어 왔습니다.그 결과, 최근까지 전 세계 선박은 연간 1천만 톤 이상의 SO2를 배출했으며, 이는 에어로졸로 인한 전체 인위적 기후 '강제력'의 10~20%를 차지했다고 플로리다 주립 대학에서 에어로졸과 기후를 연구하는 Michael Diamond는 말합니다. .

선박은 주요 원인 일반적으로 다른 인위적 원인이 거의 없는 바다 위의 에어로졸 축적.위성 이미지에는 주요 운송 경로를 따라 뻗어 있는 구름의 명확한 흔적이 나와 있습니다.

물론 선박의 연료를 태울 때에도 이산화탄소가 배출됩니다.그러나 최근까지 선박의 에어로졸 배출은 아마도 온실가스 배출이 지구를 따뜻하게 하는 것보다 지구를 더 냉각시켰을 것입니다.그러나 상황이 바뀌고 있습니다.선박은 행성 냉각 장치에서 행성 가열 장치로 전환할 것으로 보입니다.

수명이 짧은 온실가스인 메탄을 제거하면 손실된 에어로졸의 영향 중 일부를 신속하게 해결할 수 있습니다.

2020년 UN 산하 국제해사기구(IMO)는 항만 주변 공기를 정화하라는 압력이 높아지자 다음과 같이 대응했습니다. 감소 선박 연료에 허용되는 황 함량은 3.5%에서 0.5%로 변경되었습니다.선박의 SO2 배출량 감소로 인해 이미 항로 위의 구름이 줄어들고 해양 온도가 높아졌습니다.

Diamond는 "지난해 북대서양 해양 폭염의 3분의 1 정도가 IMO 규정에 기인할 수 있다는 점을 시사하는" 동료 검토가 진행 중인 논문을 가지고 있다고 말합니다. 부스는 한편, 종이 이번 달 온라인에 미리 인쇄된 글에서는 선박 배출 감소가 “지난 12개월 동안 지구 온도가 급격히 상승한 부분을 설명하는 데 도움이 될 수 있다”고 주장합니다.

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우리는 어디로 향하고 있나요?

세계가 향후 수십 년 동안 온실가스 배출을 낮추는 데 성공적으로 노력하는 동시에 에어로졸을 지속적으로 억제한다면 에어로졸 감소의 원인이 되는 지속적인 온난화를 여전히 기대할 수 있습니다.

Yang은 최근에 공동 집필했습니다. 종이 이는 더 맑은 공기가 온난화에 미치는 영향이 “온실가스로 인한 영향보다 훨씬 클” 세기 중반의 세계를 예측합니다. 그는 "지속 기간이 길고 진폭이 더 강해지면서 습한 폭염이 증가할 것"이라고 말했습니다.

그렇다면 무엇을 할 수 있습니까?지구 온난화를 견딜 수 있는 수준으로 유지하고 악화되는 해양 열파를 피하면서 깨끗한 공기를 가질 수 있습니까?

이 기사를 위해 인터뷰한 대부분의 과학자들은 온실가스 배출을 줄이는 것이 최선의 경로라는 데 동의했습니다.그러나 Diamond는 에어로졸 딜레마가 절단에 우선순위를 두어야 할 필요성을 강조한다고 제안합니다. 메탄 배출.

이 독성 온실 가스는 지구 온난화 요인으로서 이산화탄소에 이어 두 번째로 중요합니다.현재 다이아몬드의 온난화 효과는 지속적인 에어로졸 배출의 평균 냉각 효과와 거의 동일하다고 말합니다.그리고 메탄은 상대적으로 수명이 짧은 온실가스로 대기 중에 약 10년 동안만 존재하기 때문에 이를 제거하면 손실된 에어로졸의 영향 중 일부를 신속하게 해결할 수 있습니다.다행히도 이를 달성하기 위한 쉬운 방법이 있습니다.가장 쉽고 저렴한 조치에는 가스, 유정 및 파이프라인에서 메탄이 배출되는 것을 방지하는 것이 포함됩니다.

분명히 말하면, 에어로졸 청소를 중단해야 한다고 제안하는 사람은 아무도 없습니다.사망자 수가 너무 많을 것입니다.

원천: 예일 대학