必須將氣溶膠納入氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中

在即將到來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，忽略了影響區(qū)域性氣候變化和極端氣候的一個(gè)重要因素。

2022年6月，巴基斯坦遭遇了駭人聽(tīng)聞的洪災(zāi)，當(dāng)時(shí)全球關(guān)注的焦點(diǎn)是：氣候變化為造成洪災(zāi)的罪魁禍?zhǔn)住０突固?022年雨季的降雨量是往年同期的三倍，短期內(nèi)雨量猛增使災(zāi)情更加嚴(yán)重，造成河流決堤，致使1 600多人遇難。正式的歸因研究以及政界人士都認(rèn)為，造成這種災(zāi)難事件的原因更有可能是全球變暖。然而，還應(yīng)提及一個(gè)因素：氣溶膠。

氣溶膠是由煙塵（黑炭）、二氧化硫、有機(jī)碳和其他化合物微粒組成的有害氣體。在世界上許多人口最密集的地區(qū)，氣溶膠造成了空氣質(zhì)量下降。研究表明，氣溶膠對(duì)于造成巴基斯坦洪災(zāi)那樣的極端降水事件有著重大影響，同時(shí)也會(huì)造成許多其他的氣候危害。

更糟糕的是，現(xiàn)在還搞不清氣溶膠水平將會(huì)上升、下降還是穩(wěn)定。前工業(yè)時(shí)代以來(lái)氣溶膠的水平增加了多少，到2050年氣溶膠水平將會(huì)達(dá)到多高，均存在著極大的不確定性。在過(guò)去的170年中，全球變暖使氣溫升高多達(dá)0.5℃。在未來(lái)20至30年，我們可能看到氣溶膠導(dǎo)致的氣候變化會(huì)使全球氣溫上升0.5℃，也可能不會(huì)到這樣的情況。一旦出現(xiàn)這樣的情況，許多地區(qū)出現(xiàn)極端事件的可能性會(huì)迅速發(fā)生改變。

然而，研究人員往往會(huì)忽略氣溶膠對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)的影響。在埃及沙姆沙伊赫舉行的第27屆聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)（COP27）上，沒(méi)有將這個(gè)問(wèn)題列入正式議程。現(xiàn)在，這個(gè)問(wèn)題必須要重視起來(lái)。

關(guān)鍵差距

不管是在全球范圍內(nèi)還是在區(qū)域范圍內(nèi)，氣溶膠對(duì)氣候的影響都是極其重大的，但其中的細(xì)節(jié)很復(fù)雜。一些氣溶膠會(huì)使大氣升溫，另一些氣溶膠則使大氣降溫，這要取決于氣溶膠的類(lèi)型、離地高度及其對(duì)云層的影響。但是，總的來(lái)說(shuō)，自工業(yè)時(shí)代開(kāi)始以來(lái)，大量的氣溶膠排放通過(guò)反射太陽(yáng)光線(xiàn)產(chǎn)生了顯著的冷卻效果。如果沒(méi)有氣溶膠，當(dāng)今的全球變暖幅度會(huì)升高30%～50%。

從歷史上來(lái)看，氣溶膠已經(jīng)產(chǎn)生了巨大的區(qū)域性影響。20世紀(jì)50年代至80年代期間，歐洲的氣溫沒(méi)有上升，這主要是氣溶膠的作用所致；20世紀(jì)下半葉，氣溶膠致使南亞雨季降水量下降；20世紀(jì)后期，薩赫勒地區(qū)發(fā)生旱災(zāi)，引發(fā)了一場(chǎng)饑荒，導(dǎo)致10萬(wàn)人死亡，這場(chǎng)災(zāi)難的主要驅(qū)動(dòng)因素也是氣溶膠。

從全球范圍來(lái)說(shuō)，氣溶膠在極端氣候中的作用比溫室氣體更強(qiáng)。如果通過(guò)停止氣溶膠排放來(lái)使世界變暖，這種做法會(huì)使人口密集地區(qū)的極熱天氣時(shí)段更長(zhǎng)、極端降水事件更頻繁，連續(xù)干旱日子更多，而溫室氣體的增加不會(huì)使變暖幅度達(dá)到上述程度。

盡管這樣，對(duì)氣候變化風(fēng)險(xiǎn)的區(qū)域性評(píng)估往往忽略氣溶膠的影響。決策部門(mén)進(jìn)行的大多數(shù)短期氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，要么忽略了氣溶膠，要么將其影響降低，降低到跟溫室氣體導(dǎo)致的全球平均氣溫升幅抵消的程度。然而，不管距離氣溶膠源頭較遠(yuǎn)還是較近，忽略氣溶膠因素都有可能會(huì)嚴(yán)重低估氣溶膠給區(qū)域帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。

研究氣溶膠和氣候之間相互作用、氣溶膠對(duì)氣候影響以及氣候預(yù)測(cè)發(fā)展領(lǐng)域的來(lái)自不同國(guó)家的專(zhuān)家呼吁：對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估，應(yīng)該把區(qū)域性氣溶膠預(yù)測(cè)納入進(jìn)來(lái)。決策部門(mén)和利益相關(guān)方必須認(rèn)識(shí)到，他們對(duì)短期風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估可能漏掉了一個(gè)關(guān)鍵因素。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們需要確保使用任何預(yù)測(cè)工具時(shí)都要擁有“氣溶膠意識(shí)”。

如果繼續(xù)僅僅關(guān)注溫室氣體帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，利益相關(guān)方可能會(huì)面臨一系列令人討厭的意外事件。

深度影響

涉及氣候風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題時(shí)，氣溶膠帶來(lái)的影響要比溫室氣體復(fù)雜得多。

氣溶膠通常在空中持續(xù)幾天到幾周時(shí)間，可是跟溫室氣體相比，其影響顯現(xiàn)出來(lái)的時(shí)間要早得多，影響的變化也要快得多，而溫室氣體的影響會(huì)持續(xù)幾十年到幾百年。跟溫室氣體不同，氣溶膠往往滯留在排放地附近，帶來(lái)的影響集中在人口密集的工業(yè)地區(qū)。在更為遙遠(yuǎn)的地方，由于大氣環(huán)流的影響，人們可能會(huì)感受到氣溶膠的存在，但其影響模式可能與溫室氣體明顯不同，而且并不總是線(xiàn)性疊加的模式。

由于來(lái)源不同，氣溶膠的影響可能也會(huì)大不相同。例如，在同樣數(shù)量和類(lèi)型的情況下，跟印度釋放的氣溶膠相比，西歐上空的氣溶膠冷卻地球的效果要強(qiáng)3到14倍不等。

從19世紀(jì)50年代開(kāi)始，隨著工業(yè)化的發(fā)展，全球的氣溶膠排放量急劇上升。在20世紀(jì)70年代和80年代，空氣污染對(duì)公眾健康的影響引起了關(guān)注，政府部門(mén)出臺(tái)了具有里程碑意義的政策措施，但是這些措施主要使歐洲和美國(guó)降低了氣溶膠排放量。目前，中國(guó)也正在出現(xiàn)類(lèi)似的轉(zhuǎn)變。但是在南亞，硫酸鹽的排放量仍在攀升。在許多中低收入國(guó)家，包括非洲和東南亞的大部分國(guó)家，預(yù)計(jì)氣溶膠的排放將隨著工業(yè)化的發(fā)展而增加。

未來(lái)的氣溶膠排放情況是非常不確定的，因?yàn)檫@取決于技術(shù)和政策方面難以預(yù)測(cè)的趨勢(shì)。因此，到2050年黑炭氣溶膠的排放量可能比現(xiàn)在高20%，也可能驟降至接近零。

在未來(lái)的幾十年里，不斷變化的氣溶膠排放量將成為氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力，這在緩解氣候變化和適應(yīng)氣候變化方面是至關(guān)重要的，這個(gè)因素必須要計(jì)算在內(nèi)。

盲點(diǎn)仍存

在了解氣溶膠如何影響氣候、如何量化這些影響、如何將其納入地球系統(tǒng)模型方面，氣候研究人員取得了巨大進(jìn)展。但是，仍然有認(rèn)識(shí)上的差距，特別是對(duì)云層周?chē)那闆r，認(rèn)識(shí)差距更大，目前重要的是要彌合這些差距。然而，總的來(lái)說(shuō)，這些復(fù)雜的全球模型合理地體現(xiàn)了氣溶膠的影響，正因?yàn)槿绱耍覀兤駷橹挂呀?jīng)了解到氣溶膠對(duì)氣候有著巨大的影響。這些地球全球系統(tǒng)模型可以模擬出未來(lái)氣候變化的概況，包括由于區(qū)域性氣溶膠排放變化而發(fā)生的變化。

但是，在尋求氣候變化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告時(shí)，決策部門(mén)會(huì)求助于咨詢(xún)公司、非政府組織（NGO），參考政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)（IPCC）的報(bào)告，在這個(gè)過(guò)程中往往會(huì)忽略氣溶膠的影響。

從區(qū)域性到地方性的氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，通常使用復(fù)雜的地球系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)版本，這些模型版本的空間分辨率已經(jīng)得到提升，利用的是具有較高分辨率的區(qū)域性氣候模型或者統(tǒng)計(jì)算法。然后，模擬結(jié)果可以輸入到某個(gè)地區(qū)的供水模型中，或用于設(shè)計(jì)某個(gè)城市的抗災(zāi)方案。但是，大多數(shù)區(qū)域性氣候模型并不包括氣溶膠影響氣候的過(guò)程。對(duì)許多地區(qū)來(lái)說(shuō)，盡管氣溶膠的排放和影響正在迅速變化，統(tǒng)計(jì)算法的假設(shè)仍然是：歷史上的影響關(guān)系將會(huì)持續(xù)到未來(lái)。

同時(shí)，更加廣泛的氣候風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，如保險(xiǎn)費(fèi)率或政策成本效益分析，可以使用復(fù)雜的地球系統(tǒng)模型預(yù)測(cè)，來(lái)調(diào)整更簡(jiǎn)單的氣候模型或統(tǒng)計(jì)仿真程序，使其有效地再現(xiàn)更加復(fù)雜模型的性能。這些簡(jiǎn)單的模型可以迅速產(chǎn)生數(shù)百種預(yù)測(cè)情況，做出社會(huì)成本層次的評(píng)估。但是，這種簡(jiǎn)化的方法往往只保留了全球平均溫度信息，而忽略了氣溶膠在特定地區(qū)促進(jìn)破壞性極端事件發(fā)生的方式。

換句話(huà)說(shuō)，對(duì)氣候風(fēng)險(xiǎn)的短期評(píng)估，通常只考慮由溫室氣體造成的風(fēng)險(xiǎn)。因此對(duì)許多地區(qū)來(lái)說(shuō)，評(píng)估結(jié)果可能是錯(cuò)誤的。遺憾的是，在人口密集、人群脆弱的地區(qū)，包括南亞和東南亞以及撒哈拉以南非洲和西非等地區(qū)，情況尤其如此。這些地區(qū)面臨著風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)槟抢锏臍馊苣z正在快速地發(fā)生著變化。就南亞和薩赫勒地區(qū)而言，之所以面臨風(fēng)險(xiǎn)，是因?yàn)檫^(guò)去長(zhǎng)期受到了歐洲和北美洲氣溶膠水平變化的影響。

通過(guò)新的區(qū)域性氣溶膠模型相互比較項(xiàng)目（RAMIP），許多人將致力于全面量化未來(lái)氣溶膠水平變化可能帶來(lái)的區(qū)域性影響。但是，已經(jīng)有證據(jù)表明，氣溶膠水平的持續(xù)降低正在扭轉(zhuǎn)南亞夏季降雨過(guò)去的那種趨勢(shì)，而且正在增加當(dāng)?shù)匕l(fā)生洪災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。到2050年，氣溶膠水平的大幅降低可能會(huì)使中國(guó)和歐洲的極端高溫事件增加一倍，這與目前立法所要求的放緩氣溶膠減排的速度形成了鮮明對(duì)照。

反饋回路

目前全球?qū)馊苣z的關(guān)注不夠，而很多研究恰恰開(kāi)始于此，并成為研究人員實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值的一個(gè)途徑。由于目前的模擬工具沒(méi)有將氣溶膠這種氣候風(fēng)險(xiǎn)納入其中，從很大程度上來(lái)講，科學(xué)界的許多研究人員已經(jīng)把氣溶膠視為不重要的因素，這種認(rèn)識(shí)限制了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)建模的復(fù)雜性、現(xiàn)實(shí)性和范圍廣度，缺乏了“氣溶膠意識(shí)”。其結(jié)果就是，在決策層面上對(duì)氣溶膠的作用認(rèn)識(shí)不足。例如，《IPCC第六次評(píng)估報(bào)告》在量化“影響氣候的驅(qū)動(dòng)因素”時(shí)，主要依靠溫室氣體驅(qū)動(dòng)下氣候變暖的影響模式。該報(bào)告是一份物理氣候反應(yīng)總結(jié)，主要由易受氣候風(fēng)險(xiǎn)影響的團(tuán)體使用。

同樣，“世界天氣歸因研究”項(xiàng)目對(duì)氣候變化帶來(lái)的嚴(yán)重天氣事件影響（如巴基斯坦的洪災(zāi)）進(jìn)行了寶貴的分析，仍然沒(méi)有將氣溶膠納入歸因協(xié)議中。其中的部分原因是，現(xiàn)有的區(qū)域性氣候模型的模擬結(jié)果沒(méi)有將氣溶膠的影響分離出來(lái)。

目前，研究人員正在開(kāi)發(fā)一些測(cè)定區(qū)域范圍的仿真程序，這些程序能夠捕捉到區(qū)域性氣溶膠變化帶來(lái)的氣候反應(yīng)。但是，這些程序的開(kāi)發(fā)還處于起步階段，需要更多的投資和支持。像RAMIP這樣的項(xiàng)目將有助于擴(kuò)充所需的信息，可以用來(lái)培訓(xùn)這些具有“氣溶膠意識(shí)”的仿真程序。同時(shí)，依靠仿真程序進(jìn)行氣候變化研究的人員和氣候服務(wù)提供單位，很可能不知道這些仿真程序是否包含了區(qū)域性氣溶膠帶來(lái)的影響，更不知道應(yīng)該提出要求，將這方面的影響納入在內(nèi)。

當(dāng)然，所有這些模型的好與差取決于輸入數(shù)據(jù)的質(zhì)量。輸入地球系統(tǒng)模型的氣溶膠排放清單，在空間和時(shí)間上往往是粗略的，造成了不確定性。事實(shí)上，2021年的一項(xiàng)研究表明，用于最新IPCC報(bào)告的一份清單如果低估了某個(gè)區(qū)域氣溶膠排放趨勢(shì)，那就無(wú)法確定該地區(qū)氣溶膠的近期變化正在導(dǎo)致冷卻還是引起變暖。

在模擬二氧化碳的風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，這種錯(cuò)誤或數(shù)據(jù)的滯后就不那么重要了，因?yàn)檫@種風(fēng)險(xiǎn)取決于幾十年甚至幾百年的排放所產(chǎn)生的累積濃度。如果決策部門(mén)、資助機(jī)構(gòu)和研究人員認(rèn)識(shí)到氣溶膠的重要性，將會(huì)有更多的資金投入來(lái)保持輸入清單的準(zhǔn)確性。

研究人員需要繼續(xù)從根本上提高認(rèn)識(shí)，搞清氣溶膠將如何對(duì)區(qū)域性的氣候變化產(chǎn)生影響，需要完善對(duì)過(guò)去氣溶膠排放量所進(jìn)行的評(píng)估，改進(jìn)對(duì)未來(lái)可能要發(fā)生的變化所進(jìn)行的預(yù)測(cè)。咨詢(xún)機(jī)構(gòu)和非政府組織必須進(jìn)行人力和財(cái)力上的投入，采用具有“氣溶膠意識(shí)”的新方法來(lái)評(píng)估氣候風(fēng)險(xiǎn)。資助機(jī)構(gòu)、基金會(huì)、大學(xué)和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室須優(yōu)先考慮協(xié)作，以便更加有效地確定氣溶膠給氣候風(fēng)險(xiǎn)帶來(lái)的影響。決策部門(mén)必須認(rèn)識(shí)到，不斷變化的區(qū)域性氣溶膠排放正在改變氣候風(fēng)險(xiǎn)的格局，應(yīng)該要求相關(guān)部門(mén)做出能夠說(shuō)明實(shí)情的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。

資料來(lái)源 Nature