Блог

Jun 23, 2023

Аэрозоли: способствует ли сокращение выбросов SO2 глобальному потеплению?

Вопрос о том, способствует ли снижение аэрозольной нагрузки глобальному потеплению, не нов для ученых-атмосферников, но недавно он снова всплыл на поверхность в связи с экстремальными волнами тепла в Северной Атлантике.

Вопрос о том, способствует ли снижение аэрозольной нагрузки глобальному потеплению, не нов для ученых-атмосферников, но недавно он снова всплыл на поверхность в связи с экстремальными волнами тепла в Северной Атлантике и во многих регионах Европы. В этом анализе ученые Службы мониторинга атмосферы «Коперник» (CAMS) и Службы по изменению климата «Коперник» (C3S) приходят к выводу, что еще слишком рано объяснять недавнее исключительное потепление сокращением выбросов от судоходства, предпринятым с 2020 года.

Исследования показывают, что сокращение выбросов загрязняющих веществ в Европе благодаря правилам приводит к уменьшению количества аэрозолей в атмосфере. Это приводит к увеличению солнечной радиации, достигающей поверхности, что потенциально влияет на интенсивность волн тепла и температуру поверхностных вод, что может усилить серьезность засух.

Такие ученые, как Бен Бут из Метеорологического бюро, в течение некоторого времени предполагали, что антропогенные аэрозоли, например, образующиеся в результате промышленных и морских выбросов, были ключевым фактором изменчивости климата в Северной Атлантике. С тех пор климатические модели были усовершенствованы с учетом взаимодействия атмосферных аэрозолей.

В 2020 году Международная морская организация приняла постановление IMO 2020, направленное на резкое сокращение выбросов диоксида серы (SO2), связанных с судоходством. Исследования пришли к выводу, что сокращение выбросов значительно уменьшило образование облаков над судоходными путями. Согласно анализу Carbon Brief, «вероятным побочным эффектом правил 2020 года по сокращению загрязнения воздуха от судоходства является повышение глобальной температуры примерно на 0,05°C к 2050 году. Это эквивалентно примерно двум дополнительным годам выбросов». Однако прямая связь сокращения выбросов SO2 с недавними экстремальными морскими волнами тепла упускает часть сложности использования моделей для расчета взаимодействия сульфатных аэрозолей в атмосфере или оценки эффективного применения правил IMO 2020, а также, в более общем плане, сложности климата и атмосферы. химия.

Атмосферные аэрозоли представляют собой микроскопические частицы, твердые или жидкие, взвешенные в газе (в данном случае в нашей атмосфере). Существует множество естественных источников атмосферных аэрозолей, таких как пыль пустыни, морские брызги и соль из океанов, биогенные аэрозоли растительности, дым лесных пожаров или вулканы, и это лишь некоторые из них. Основным антропогенным источником аэрозолей являются выбросы от сжигания ископаемого топлива, которые выбрасывают в атмосферу широкий спектр загрязняющих веществ, включая твердые частицы, диоксид азота и SO2. Выбросы диоксида серы являются предшественником сульфатного аэрозоля, который играет ключевую роль в энергетическом балансе Земли.

Аэрозоли, рассеивая, отражая или поглощая солнечный свет, уменьшают количество солнечной радиации, достигающей нижних слоев нашей атмосферы. Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК) считает, что существуют «веские доказательства существенного отрицательного суммарного эффективного радиационного воздействия аэрозолей», то есть количества энергии, поступающей в атмосферу и покидающей ее, но также признает, что «остается значительная неопределенность».

Хотя аэрозоли оказывают прямое охлаждающее действие за счет фильтрации солнечной радиации, их эффективный вклад в глобальное охлаждение или потепление при их уменьшении, также называемый отрицательным или положительным радиационным воздействием аэрозолей, все еще является предметом исследования, и не самым простым. из-за неопределенности косвенных эффектов, таких как влияние сульфатного аэрозоля на образование капель облаков.

Частицы и загрязняющие вещества играют роль в увеличении и уменьшении образования облаков, что еще больше усложняет ситуацию. Обычно считается, что сульфатные аэрозоли действуют как ядра конденсации облаков, способствуя образованию облаков и тем самым уменьшая количество солнечной радиации, достигающей поверхности.

Прогноз оптической глубины аэрозоля CAMS 13 октября 2017 г. Оранжевый — пыль, красный — сжигание биомассы, синий — морская соль, серый — сульфаты, желтый — пожары Фото: CAMS/ECMWF.

Роль SO2 в климате уже давно обсуждается, но однозначных выводов нет. Если предположить, что все суда в мире приняли правила IMO 20 и недавно введенные правила IMO 23, это, безусловно, окажет влияние на сокращение выбросов и, следовательно, на образование аэрозолей и облаков. Но судоходство является лишь одним из источников выбросов SO2, и, по некоторым оценкам, на его долю приходится лишь 3,5% мировых выбросов.