图1 低排放情景下（RCP2.6）大气中二氧化碳与人为气溶胶含量的时间序列（a）、全球平均温度时间序列（b）；全强迫实验（c）、固定人为气溶胶实验（d）、两实验作差中的地表温度长期趋势。
作为对2015年《巴黎协定》1.5°C/2°C低增温目标的响应，我国政府于2020年提出“双碳”目标，即二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。许多国家也先后通过于本世纪中期达成碳中和的政策法规。以往人们多关注大气中的二氧化碳对地表温度的调控，然而气溶胶对温度时空变化的影响也不容忽视。实现碳中和、达成巴黎协定低增温目标需要大幅减少人为排放，这意味着未来大气中二氧化碳和气溶胶浓度将共同呈现下降趋势。然而，气溶胶与二氧化碳的相同变化趋势会造成相反的辐射效应，减少的气溶胶产生的增暖效应将叠加在减少的二氧化碳引起的降冷效应之上。此外，气溶胶也能影响海洋表层至深层的动力过程，从而改变海温的区域特征。
图2 富含人为气溶胶和二氧化碳等温室气体的工业废气（图源：www.pixabay.com）
该研究利用通用地球系统模式（CESM）进行21世纪低排放情景下（RCP2.6）固定人为气溶胶模拟实验，将其与同一情景下全强迫实验结果进行对比，探究未来人为气溶胶减少对地表温度的影响。研究发现，21世纪气溶胶持续减少带来的额外增暖效应将使全球平均温度在更长时间内维持上升趋势，而非跟随二氧化碳减少（约在2050年）转为下降趋势。研究也发现，在低排放情景下，当其他区域地表温度呈现增暖的长期趋势时，北大西洋副极地地区（格陵兰岛以南）出现变冷的长期趋势，且这一现象由气溶胶起主导作用、二氧化碳起次要作用。这种温度变化的区域不一致性主要是因为大西洋经圈翻转环流（AMOC）的减弱。人为气溶胶减少背景下，AMOC自21世纪初持续减弱，造成大西洋向北热量输送持续减弱，异常冷信号在北大西洋副极地逐渐累积，使得该地区海表温度在21世纪后半期产生显著变冷趋势。这种局地海表温度变冷又进一步使得该地海表从大气吸收更多的热量。“我们研究表明，在对实现碳中和、达成低增温目标的具体路径进行规划时，需要考虑人为气溶胶对气候系统的重要调控作用”，文章通讯作者黄刚研究员强调。
原文链接：Xiaofan Ma, Gang Huang, Junji Cao, The significant roles of anthropogenic aerosols on surface temperature under carbon neutrality. Science Bulletin (2021), doi: https://doi.org/10.1016/j.scib.2021.10.022
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