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Nat Geosci:北京大学林金泰课题组等揭示国际贸易对全球气溶胶气候强迫的影响

摘要 : 2016年9月6日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Geoscience》杂志在线发表了北京大学物理学院大气与海洋科学系林金泰研究组、清华大学地球系统科学研究中心教授张强和加拿大麦吉尔大学黄毅教授领导的国际研究团队合作的研究论文

 2016年9月6日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Nature Geoscience》杂志在线发表了北京大学物理学院大气与海洋科学系林金泰研究组、清华大学地球系统科学研究中心教授张强和加拿大麦吉尔大学教授黄毅领导的国际研究团队合作的研究论文,研究首次揭示了国际贸易相关的经济活动产生的气溶胶污染对区域和全球气候强迫的影响。林金泰和清华大学地球系统科学研究中心博士研究生同丹为论文共同第一作者,林金泰研究员、张强教授和黄毅教授是文章的共同通讯作者。

产品消费需要的生产及相关交通运输、电力生产等经济活动导致大量的污染物排放,引起区域大气污染及全球污染输送。气溶胶(颗粒物)污染物通过吸收和散射太阳辐射以及与云-降水过程的相互作用,可进一步以辐射强迫的方式改变气候系统的能量平衡,影响气候变化。在经济全球化的背景下,国际贸易意味着产品的消费地和生产地分离,相应的污染物排放地区从消费地区转移到生产地区,改变了全球污染物排放的空间分布及区域污染、污染输送和气候强迫特征。因此,国际贸易对全球和区域大气环境和气候强迫具有重要影响。

在2014年的PNAS论文中,林金泰等人首次揭示了国际贸易和大气输送过程的耦合对全球化大气污染转移的影响,发现中国作为“世界工厂”生产了大量产品满足国外消费,同时也承受了严重的空气污染。例如,2006年中国东部地区近地面大气中有23-34%的硫酸盐颗粒物、10-23%的黑碳及12-23%的一氧化碳来自与产品出口相关的经济活动,而部分出口相关的污染物又会通过大气输送的方式转移到美国西部等下游地区。该论文获得2015年度Cozzarelli奖(该奖每年从3500篇PNAS论文中选出6篇具有“杰出科学贡献和原创性”的论文,并授予奖励证书),迄今已被下载超过15万次。根据Article Level Metrics统计,截至2015年4月24日,该论文受关注度(Altmetric score = 516)在36323篇PNAS论文中的排名达到第65位。

在《自然-地球科学》发表的论文中,林金泰等人进一步将研究范围扩展到全球,首次揭示了全球多边经济贸易活动与大气输送过程的耦合导致的全球化气溶胶污染对大气层顶直接辐射强迫的影响。如图1所示,林金泰等人发现,东亚地区(主要是中国)是最大的产品出口地区,2007年东亚地区的消费引起的二次无机气溶胶(SIOA)和一次有机气溶胶(POA)的全球辐射强迫(RFc)比该地区的生产引起的辐射强迫(RFp)小18%,而该地区的黑碳RFc比RFp小10%。作为对比,西欧作为产品的净进口地区,其SIOA+POA的RFc是RFp的2倍,其黑碳RFc是RFp的1.7倍。整体来说,发达地区是产品的净进口国,其RFc远高于RFp,而发展中地区是产品的净出口国,其RFc小于RFp,也就是说,辐射强迫从发达地区转移到发展中地区。由于气溶胶在大气中停留的时间较短,任一个地区的RFc与RFp的差值存在显著的空间变化,这种辐射强迫差异对于气候系统的响应有重要影响(图2)。

林金泰等人的研究表明,大气污染物的全球化转移和气候环境影响不仅与全球的经济生产有关,也与全球的消费行为有密切关系,这对于厘清经济-贸易-排放-污染-气候环境的关系、制订有效的全球环境政策和协同减排方案具有重要意义。

图1:2007年全球各地区的RFp(上柱)与RFc(下柱)。对于任一个地区,蓝色(红色)和灰色分别表示SIOA+POA(BC)在地区上空及地区外的辐射强迫,对应的数字表示RFc与RFp的相对差异及其2σ误差。

图2:2007年主要地区的RFc与RFp的差异的水平分布

原文链接:

Global climate forcing of aerosols embodied in international trade

原文摘要:

International trade separates regions consuming goods and services from regions wher goods and related aerosol pollution are produced. Yet the role of trade in aerosol climate forcing attributed to different regions has never been quantified. Here, we contrast the direct radiative forcing of aerosols related to regions’ consumption of goods and services against the forcing due to emissions produced in each region. Aerosols assessed include black carbon, primary organic aerosol, and secondary inorganic aerosols, including sulfate, nitrate and ammonium. We find that global aerosol radiative forcing due to emissions produced in East Asia is much stronger than the forcing related to goods and services ultimately consumed in that region because of its large net export of emissions-intensive goods. The opposite is true for net importers such as Western Europe and North America: global radiative forcing related to consumption is much greater than the forcing due to emissions produced in these regions. Overall, trade is associated with a shift of radiative forcing from net importing to net exporting regions. Compared to greenhouse gases such as carbon dioxide, the short atmospheric lifetimes of aerosols cause large localized differences between consumption- and production-related radiative forcing. International efforts to reduce emissions in the exporting countries will help alleviate trade-related climate and health impacts of aerosols while lowering global emissions.

来源: Nature Geoscience 浏览次数:1

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