硫酸盐气溶胶是人类活动产生的二次无机气溶胶的主要类型之一，在大气中的生命周期较短，可造成显著的局地污染和气候影响，并进一步通过大气输送和气候响应造成全球效应。虽然已有研究表明气溶胶空间分布不均匀会对气候造成复杂的影响，但其主要针对生产活动引起的气溶胶气候效应，尚未对消费活动伴随的气溶胶所产生的气候效应（温度、降水等）开展定量评估。
近日，6163银河线路检测中心大气与海洋科学系林金泰长聘副教授与中国科学院大气物理研究所黄刚研究员携联合研究团队以2014年各个国家的消费和生产活动状态作为当今国际贸易环境背景，结合最新的污染物公共排放清单、国际贸易模型和地球系统模式，首次评估了发达国家和发展中国家消费活动相关的硫酸盐气溶胶对全球温度和降水的影响。
研究结果显示，尽管发达国家消费活动相关的硫排放量仅为发展中国家的60%（图1），但两者对全球近地表平均气温和降水量的影响却十分相似（温度减小约0.2℃，降水减少0.02mm/day）（图2）。
这一结果与在传统的生产视角下发达国家与发展中国家对气候影响程度的研究结果具有明显差异。根本原因是，在消费角度下，不同地区引起的相关硫酸盐气溶胶和在生产角度下具有很不一样的空间分布。生产角度下硫排放和硫酸盐气溶胶多集中在排放源当地，而消费角度下任何地区相关的硫排放可以分布全球（图1）。
图1 发展中国家（左）和发达国家（右）消费相关的SO2排放（上）、生产相关的SO2排放（下）的空间分布
气溶胶的气候效应与其浓度及空间分布之间存在极强的非线性复杂关系。研究人员发现，发展中国家消费活动所引起的硫排放和硫酸盐浓度在亚洲中低纬地区存在明显的极大值，这也导致了有效辐射强迫最大值集中在北半球中低纬度地区；相比之下，发达国家消费相关的硫酸盐在北半球的纬向分布较为均匀，并且整体所处的纬度更高。由于高纬地区大气环流、海冰等系统对辐射变化更加敏感，因此，发达国家虽然硫排放总量小于发展中国家，但其单位硫排放引起的有效辐射强迫和气候效应更强。
图2 发展中国家（左）和发达国家（右）消费相关的硫酸盐气溶胶引起的全球温度响应（上）和降水响应（下）。
为了应对气候变化，世界各国制定了《联合国气候变化框架公约》《京都议定书》《巴黎协定》等合作协议公约来推动各国承担相应责任并积极减排。从全球范围来看，生产相关排放、消费相关排放及其变化均与各国的社会经济发展和环境气候问题息息相关。该研究围绕“全球化大气污染”及其气候环境影响问题，将区域发展和污染问题放到全球气候环境变化的框架下，在以往基于生产角度的气候变化归因分析的基础上，从消费的角度定量揭示了各区域之间人为活动和排放的关联及其全球气候效应，助力全球气候治理和协同减排。
2022年2月18日，相关研究成果以“发达国家和发展中国家消费相关的硫酸盐气溶胶的气候效应相近”（Sulfur emissions from consumption by developed and developing countries produce comparable climate impacts）为题，在线发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience）。林金泰、中国科学院大气物理研究所博士周春江以及6163银河线路检测中心大气与海洋科学系2016级博士研究生陈璐璐为共同第一作者；林金泰、黄刚为共同通讯作者。
上述研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划等支持。
论文原文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-022-00898-2
