在即将到来的风险评估中,忽略了影响区域性气候变化和极端气候的一个重要因素。

8.1

2022年6月,巴基斯坦遭遇了骇人听闻的洪灾,当时全球关注的焦点是:气候变化为造成洪灾的罪魁祸首。巴基斯坦2022年雨季的降雨量是往年同期的三倍,短期内雨量猛增使灾情更加严重,造成河流决堤,致使1600多人遇难。正式的归因研究以及政界人士都认为,造成这种灾难事件的原因更有可能是全球变暖。然而,还应提及一个因素:气溶胶。

气溶胶是由烟尘(黑炭)、二氧化硫、有机碳和其他化合物微粒组成的有害气体。在世界上许多人口最密集的地区,气溶胶造成了空气质量下降。研究表明,气溶胶对于造成巴基斯坦洪灾那样的极端降水事件有着重大影响,同时也会造成许多其他的气候危害。

更糟糕的是,现在还搞不清气溶胶水平将会上升、下降还是稳定。前工业时代以来气溶胶的水平增加了多少,到2050年气溶胶水平将会达到多高,均存在着极大的不确定性。在过去的170年中,全球变暖使气温升高多达0.5℃。在未来20至30年,我们可能看到气溶胶导致的气候变化会使全球气温上升0.5℃,也可能不会到这样的情况。一旦出现这样的情况,许多地区出现极端事件的可能性会迅速发生改变。

然而,研究人员往往会忽略气溶胶对气候风险的影响。在埃及沙姆沙伊赫举行的第27届联合国气候大会(COP27)上,没有将这个问题列入正式议程。现在,这个问题必须要重视起来。

关键差距

不管是在全球范围内还是在区域范围内,气溶胶对气候的影响都是极其重大的,但其中的细节很复杂。一些气溶胶会使大气升温,另一些气溶胶则使大气降温,这要取决于气溶胶的类型、离地高度及其对云层的影响。但是,总的来说,自工业时代开始以来,大量的气溶胶排放通过反射太阳光线产生了显著的冷却效果。如果没有气溶胶,当今的全球变暖幅度会升高30%~50%。

从历史上来看,气溶胶已经产生了巨大的区域性影响。20世纪50年代至80年代期间,欧洲的气温没有上升,这主要是气溶胶的作用所致;20世纪下半叶,气溶胶致使南亚雨季降水量下降;20世纪后期,萨赫勒地区发生旱灾,引发了一场饥荒,导致10万人死亡,这场灾难的主要驱动因素也是气溶胶。

从全球范围来说,气溶胶在极端气候中的作用比温室气体更强。如果通过停止气溶胶排放来使世界变暖,这种做法会使人口密集地区的极热天气时段更长、极端降水事件更频繁,连续干旱日子更多,而温室气体的增加不会使变暖幅度达到上述程度。

尽管这样,对气候变化风险的区域性评估往往忽略气溶胶的影响。决策部门进行的大多数短期气候风险评估,要么忽略了气溶胶,要么将其影响降低,降低到跟温室气体导致的全球平均气温升幅抵消的程度。然而,不管距离气溶胶源头较远还是较近,忽略气溶胶因素都有可能会严重低估气溶胶给区域带来的风险。

8.2

研究气溶胶和气候之间相互作用、气溶胶对气候影响以及气候预测发展领域的来自不同国家的专家呼吁:对气候风险的评估,应该把区域性气溶胶预测纳入进来。决策部门和利益相关方必须认识到,他们对短期风险的评估可能漏掉了一个关键因素。从长远来看,我们需要确保使用任何预测工具时都要拥有“气溶胶意识”。

如果继续仅仅关注温室气体带来的风险,利益相关方可能会面临一系列令人讨厌的意外事件。

深度影响

涉及气候风险问题时,气溶胶带来的影响要比温室气体复杂得多。

气溶胶通常在空中持续几天到几周时间,可是跟温室气体相比,其影响显现出来的时间要早得多,影响的变化也要快得多,而温室气体的影响会持续几十年到几百年。跟温室气体不同,气溶胶往往滞留在排放地附近,带来的影响集中在人口密集的工业地区。在更为遥远的地方,由于大气环流的影响,人们可能会感受到气溶胶的存在,但其影响模式可能与温室气体明显不同,而且并不总是线性叠加的模式。

由于来源不同,气溶胶的影响可能也会大不相同。例如,在同样数量和类型的情况下,跟印度释放的气溶胶相比,西欧上空的气溶胶冷却地球的效果要强3到14倍不等。

从19世纪50年代开始,随着工业化的发展,全球的气溶胶排放量急剧上升。在20世纪70年代和80年代,空气污染对公众健康的影响引起了关注,政府部门出台了具有里程碑意义的政策措施,但是这些措施主要使欧洲和美国降低了气溶胶排放量。目前,中国也正在出现类似的转变。但是在南亚,硫酸盐的排放量仍在攀升。在许多中低收入国家,包括非洲和东南亚的大部分国家,预计气溶胶的排放将随着工业化的发展而增加。

未来的气溶胶排放情况是非常不确定的,因为这取决于技术和政策方面难以预测的趋势。因此,到2050年黑炭气溶胶的排放量可能比现在高20%,也可能骤降至接近零。

在未来的几十年里,不断变化的气溶胶排放量将成为气候变化的主要驱动力,这在缓解气候变化和适应气候变化方面是至关重要的,这个因素必须要计算在内。

盲点仍存

在了解气溶胶如何影响气候、如何量化这些影响、如何将其纳入地球系统模型方面,气候研究人员取得了巨大进展。但是,仍然有认识上的差距,特别是对云层周围的情况,认识差距更大,目前重要的是要弥合这些差距。然而,总的来说,这些复杂的全球模型合理地体现了气溶胶的影响,正因为如此,我们迄今为止已经了解到气溶胶对气候有着巨大的影响。这些地球全球系统模型可以模拟出未来气候变化的概况,包括由于区域性气溶胶排放变化而发生的变化。

但是,在寻求气候变化风险评估报告时,决策部门会求助于咨询公司、非政府组织(NGO),参考政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告,在这个过程中往往会忽略气溶胶的影响。

从区域性到地方性的气候风险评估,通常使用复杂的地球系统模型预测版本,这些模型版本的空间分辨率已经得到提升,利用的是具有较高分辨率的区域性气候模型或者统计算法。然后,模拟结果可以输入到某个地区的供水模型中,或用于设计某个城市的抗灾方案。但是,大多数区域性气候模型并不包括气溶胶影响气候的过程。对许多地区来说,尽管气溶胶的排放和影响正在迅速变化,统计算法的假设仍然是:历史上的影响关系将会持续到未来。

同时,更加广泛的气候风险评估,如保险费率或政策成本效益分析,可以使用复杂的地球系统模型预测,来调整更简单的气候模型或统计仿真程序,使其有效地再现更加复杂模型的性能。这些简单的模型可以迅速产生数百种预测情况,做出社会成本层次的评估。但是,这种简化的方法往往只保留了全球平均温度信息,而忽略了气溶胶在特定地区促进破坏性极端事件发生的方式。

换句话说,对气候风险的短期评估,通常只考虑由温室气体造成的风险。因此对许多地区来说,评估结果可能是错误的。遗憾的是,在人口密集、人群脆弱的地区,包括南亚和东南亚以及撒哈拉以南非洲和西非等地区,情况尤其如此。这些地区面临着风险,因为那里的气溶胶正在快速地发生着变化。就南亚和萨赫勒地区而言,之所以面临风险,是因为过去长期受到了欧洲和北美洲气溶胶水平变化的影响。

通过新的区域性气溶胶模型相互比较项目(RAMIP),许多人将致力于全面量化未来气溶胶水平变化可能带来的区域性影响。但是,已经有证据表明,气溶胶水平的持续降低正在扭转南亚夏季降雨过去的那种趋势,而且正在增加当地发生洪灾的风险。到2050年,气溶胶水平的大幅降低可能会使中国和欧洲的极端高温事件增加一倍,这与目前立法所要求的放缓气溶胶减排的速度形成了鲜明对照。

反馈回路

目前全球对气溶胶的关注不够,而很多研究恰恰开始于此,并成为研究人员实现自我价值的一个途径。由于目前的模拟工具没有将气溶胶这种气候风险纳入其中,从很大程度上来讲,科学界的许多研究人员已经把气溶胶视为不重要的因素,这种认识限制了风险预测建模的复杂性、现实性和范围广度,缺乏了“气溶胶意识”。其结果就是,在决策层面上对气溶胶的作用认识不足。例如,《IPCC第六次评估报告》在量化“影响气候的驱动因素”时,主要依靠温室气体驱动下气候变暖的影响模式。该报告是一份物理气候反应总结,主要由易受气候风险影响的团体使用。

同样,“世界天气归因研究”项目对气候变化带来的严重天气事件影响(如巴基斯坦的洪灾)进行了宝贵的分析,仍然没有将气溶胶纳入归因协议中。其中的部分原因是,现有的区域性气候模型的模拟结果没有将气溶胶的影响分离出来。

8.3

目前,研究人员正在开发一些测定区域范围的仿真程序,这些程序能够捕捉到区域性气溶胶变化带来的气候反应。但是,这些程序的开发还处于起步阶段,需要更多的投资和支持。像RAMIP这样的项目将有助于扩充所需的信息,可以用来培训这些具有“气溶胶意识”的仿真程序。同时,依靠仿真程序进行气候变化研究的人员和气候服务提供单位,很可能不知道这些仿真程序是否包含了区域性气溶胶带来的影响,更不知道应该提出要求,将这方面的影响纳入在内。

当然,所有这些模型的好与差取决于输入数据的质量。输入地球系统模型的气溶胶排放清单,在空间和时间上往往是粗略的,造成了不确定性。事实上,2021年的一项研究表明,用于最新IPCC报告的一份清单如果低估了某个区域气溶胶排放趋势,那就无法确定该地区气溶胶的近期变化正在导致冷却还是引起变暖。

在模拟二氧化碳的风险时,这种错误或数据的滞后就不那么重要了,因为这种风险取决于几十年甚至几百年的排放所产生的累积浓度。如果决策部门、资助机构和研究人员认识到气溶胶的重要性,将会有更多的资金投入来保持输入清单的准确性。

研究人员需要继续从根本上提高认识,搞清气溶胶将如何对区域性的气候变化产生影响,需要完善对过去气溶胶排放量所进行的评估,改进对未来可能要发生的变化所进行的预测。咨询机构和非政府组织必须进行人力和财力上的投入,采用具有“气溶胶意识”的新方法来评估气候风险。资助机构、基金会、大学和国家实验室须优先考虑协作,以便更加有效地确定气溶胶给气候风险带来的影响。决策部门必须认识到,不断变化的区域性气溶胶排放正在改变气候风险的格局,应该要求相关部门做出能够说明实情的风险预测。

资料来源 Nature