污染和气候变化带来的“气候惩罚”风险日益加剧
本世纪热浪频率、强度和持续时间的预期增加以及相关野火的增多可能会使空气质量恶化,损害人类健康和生态系统。根据世界气象组织(WMO)的最新报告,污染和气候变化的交互作用将给数以亿计的人们带来额外的“气候惩罚”。
该年度《WMO空气质量与气候公报》报告了空气质量状况及其与气候变化的密切关联。公报探讨了温室气体高排放和低排放情景下一系列可能的空气质量结果。
《2022年WMO空气质量与气候公报》特别关注2021年野火烟雾的影响。与2020年一样,高温干燥条件加剧了北美洲西部和西伯利亚地区野火蔓延,致使有害健康的微小颗粒物(PM2.5)水平大面积上升。
“随着全球变暖,即使在低排放情景下,预计野火及相关空气污染也会增加。随着空气污染物从大气沉降到地表,不但会影响人类健康,还会影响到生态系统,”WMO秘书长佩特里·塔拉斯教授说。
“我们在今年肆虐欧洲和中国的热浪中看到了这一点,当时稳定的高压大气条件、阳光和低风速都促成了高污染水平,”塔拉斯教授说。
“这是未来的预演,因为我们预计热浪的频率、强度和持续时间会进一步增加,这会导致空气质量更差,这种现象被称之为“气候惩罚”,”他说。
“气候惩罚”特指气候变化对地面臭氧生成产生的放大效应,这会对人们呼吸的空气产生不利影响。在预估“气候惩罚”最强的地区(主要在亚洲),人口约占世界人口的四分之一。气候变化会加剧地表臭氧污染事件,对数以亿计人造成不利健康影响。
这份《空气质量与气候公报》是年度系列的第二期,附带大气沉降的动画,于9月7日“国际清洁空气蓝天日”前夕发布。国际清洁空气蓝天日由联合国环境规划署牵头负责,今年活动的主题是我们共享的空气,侧重于空气污染的跨境性质并强调集体行动的必要性。
《公报》以WMO全球大气监视网专家的意见为依据,该网络负责监测空气质量和温室气体浓度,从而可量化旨在限制气候变化和改善空气质量的各项政策的效力。
空气质量和气候相互关联,因为导致空气质量下降的化学物质通常与温室气体一起排放。因而若一方发生变化,必然会引起另一方的变化。化石燃料燃烧(二氧化碳(CO2)的主要来源)也会排放一氧化氮(NO),而一氧化氮与阳光反应会形成臭氧和硝酸盐气溶胶。
空气质量同样还会通过大气沉降(随着空气污染物从大气沉降到地表)影响生态系统的健康。氮、硫和臭氧的沉降会对自然生态系统提供的清洁水、生物多样性和碳储存等服务产生不利影响,并会影响农业系统的作物产量。
2021年发生的野火
欧盟哥白尼大气监测服务机构测量全球颗粒物。如果长期吸入PM2.5(直径2.5微米或以下的颗粒物),会对健康产生严重危害。PM2.5的来源包括化石燃料燃烧、野火和风吹扬尘等造成的排放。
2021年7月和8月在西伯利亚和加拿大以及美国西部发生的强烈野火造成了PM2.5浓度异常高起。主要受不断上升的高温和干燥土壤条件驱动,西伯利亚东部的PM2.5浓度达到了前所未见的水平。
北美洲西部的年度总预估排放量在2003年至2021年期间内位列前五,其PM2.5浓度远高于世界卫生组织推荐的限值。
在全球尺度上,年度总过火面积的观测数据显示过去20年呈下降趋势,这是因为在热带稀树草原和草原发生火灾的次数减少(2021年WMO气溶胶公报)。然而,在大陆尺度,有些地区正出现上升趋势,包括北美洲西部部分地区、亚马逊和澳大利亚。
未来情景
政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)含有关于21世纪空气质量随温度上升而演变的情景。根据该评估,到本世纪末,灾难性野火事件(如2017年在智利中部、2019年在澳大利亚或2020年和2021年在美国西部发生的野火事件)的概率在高排放情景下可能增加40-60%,在低排放情景下可能增加30-50%。
如果温室气体排放量仍居高不下,则到21世纪下半叶,全球温度会比工业化前水平高出3°C,预计重度污染地区,特别是在亚洲,地表臭氧水平会增加。其中,跨巴基斯坦、印度北部和孟加拉国地区将增加20%,跨中国东部地区将增加10%。大部分臭氧增加将由化石燃料燃烧带来的排放量增加引发,但约五分之一的增加将是由气候变化引发,最有可能体现为更频发的热浪,而热浪将加剧空气污染事件。因此,气候变化造成的日益频繁的热浪可能会继续导致空气质量下降。
若全球平均表面温度比19世纪后期(1850-1900年)平均温度升高3.0°C,在21世纪后期(2055-2081年),仅气候变化导致的地表臭氧水平的预估变化。
全球碳中和排放情景将限制未来极端臭氧空气污染事件的发生。这是因为努力消除化石燃料(碳类)燃烧来减缓气候变化也将消除大部分人为的臭氧前体气体的排放(特别是氮氧化物 (NOx)、挥发性有机化合物和甲烷)。
通常被称之为气溶胶的颗粒物具有复杂特性,即可使大气降温,也可增温。高气溶胶含量 — 因而空气质量差 — 可将日光反射回太空或吸收大气中的日光,使其永远无法到达地面,从而使大气降温。
IPCC提出:低碳情景将与温度下降之前的小幅短期变暖相关。这是因为人们首先感受到的将是减少气溶胶颗粒的效应,即更少的阳光反射到太空中,而二氧化碳排放量减少之后,需要更长的时间温度才能稳定。然而,在荒漠化和干旱条件造成的更暖、更干燥的环境中,天然气溶胶排放(例如灰尘、野火烟雾)可能会增加,而且可能会抵消与人类活动相关的气溶胶减少的一些影响。
氮和硫化合物从大气沉降到地球表面将造成生态系统破坏。未来世界若遵循低碳排放情景,也将从减少此类沉降中受益。WMO在世界各地的台站将监测空气质量和生态系统健康对拟议的未来减排的反应,此举可量化旨在限制气候变化和改善空气质量的各项政策的效力。因此,WMO将继续与包括世界卫生组织和欧盟哥白尼大气监测服务机构在内的众多伙伴合作,监测和减缓这些影响。
世界气象组织是联合国系统关于天气、气候和水的权威声音
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