林金泰教授在《自然-地球科學》發表文章揭示國際貿易對全球氣溶膠氣候強迫的影響
9月6日,beat365、清華大學和加拿大麥吉爾大學領導的國際研究團隊在《自然-地球科學》(Nature Geoscience)在線發表Article研究論文,首次揭示了國際貿易相關的經濟活動産生的氣溶膠污染對區域和全球氣候強迫的影響。beat365官方网站大氣與海洋科學系百人計劃研究員(新體制長聘副教授)林金泰、清華大學地球系統科學研究中心張強教授和加拿大麥吉爾大學黃毅教授是文章的共同通訊作者,林金泰教授及清華大學地球系統科學研究中心博士研究生同丹是文章的共同第一作者。
産品消費需要的生産及相關交通運輸、電力生産等經濟活動導緻大量的污染物排放,引起區域大氣污染及全球污染輸送。氣溶膠(顆粒物)污染物通過吸收和散射太陽輻射以及與雲-降水過程的相互作用,可進一步以輻射強迫的方式改變氣候系統的能量平衡,影響氣候變化。在經濟全球化的背景下,國際貿易意味着産品的消費地和生産地分離,相應的污染物排放地區從消費地區轉移到生産地區,改變了全球污染物排放的空間分布及區域污染、污染輸送和氣候強迫特征。因此,國際貿易對全球和區域大氣環境和氣候強迫具有重要影響。
在2014年的《PNAS》論文中,林金泰等人首次揭示了國際貿易和大氣輸送過程的耦合對全球化大氣污染轉移的影響,發現中國作為“世界工廠”生産了大量産品滿足國外消費,同時也承受了嚴重的空氣污染。例如,2006年中國東部地區近地面大氣中有23-34%的硫酸鹽顆粒物、10-23%的黑碳及12-23%的一氧化碳來自與産品出口相關的經濟活動,而部分出口相關的污染物又會通過大氣輸送的方式轉移到美國西部等下遊地區。該論文獲得2015年度Cozzarelli獎(該獎每年從3500篇PNAS論文中選出6篇具有“傑出科學貢獻和原創性”的論文,并授予獎勵證書),迄今已被下載超過15萬次。根據Article
Level Metrics統計,截至2015年4月24日,該論文受關注度(Altmetric score = 516)在36323篇PNAS論文中的排名達到第65位。
|
圖1:2007年全球各地區的RFp(上柱)與RFc(下柱)。對于任一個地區,藍色(紅色)和灰色分别表示SIOA+POA(BC)在地區上空及地區外的輻射強迫,對應的數字表示RFc與RFp的相對差異及其2σ誤差。
|
|
圖2:2007年主要地區的RFc與RFp的差異的水平分布。
|
在《自然-地球科學》發表的論文中,林金泰等人進一步将研究範圍擴展到全球,首次揭示了全球多邊經濟貿易活動與大氣輸送過程的耦合導緻的全球化氣溶膠污染對大氣層頂直接輻射強迫的影響。如圖1所示,林金泰等人發現,東亞地區(主要是中國)是最大的産品出口地區,2007年東亞地區的消費引起的二次無機氣溶膠(SIOA)和一次有機氣溶膠(POA)的全球輻射強迫(RFc)比該地區的生産引起的輻射強迫(RFp)小18%,而該地區的黑碳RFc比RFp小10%。作為對比,西歐作為産品的淨進口地區,其SIOA+POA的RFc是RFp的2倍,其黑碳RFc是RFp的1.7倍。整體來說,發達地區是産品的淨進口國,其RFc遠高于RFp,而發展中地區是産品的淨出口國,其RFc小于RFp,也就是說,輻射強迫從發達地區轉移到發展中地區。由于氣溶膠在大氣中停留的時間較短,任一個地區的RFc與RFp的差值存在顯著的空間變化,這種輻射強迫差異對于氣候系統的響應有重要影響(圖2)。
林金泰等人的研究表明,大氣污染物的全球化轉移和氣候環境影響不僅與全球的經濟生産有關,也與全球的消費行為有密切關系,這對于厘清經濟-貿易-排放-污染-氣候環境的關系、制訂有效的全球環境政策和協同減排方案具有重要意義。
該研究受到NSFC、973項目、WWF等項目資助。
論文:
Lin, J.-T. *, Tong, D., Davis, S., Ni, R.-J., Tan, X., Pan, D., Zhao, H., Lu,
Z., Streets, D., Feng, T., Zhang, Q. *, Yan, Y.-Y., Hu, Y., Li, J., Liu, Z.,
Jiang, X., Geng, G., He, K., Huang, Y. *, and Guan, D.: Global climate forcing
of aerosols embodied in international trade, Nature Geoscience, doi:
10.1038/NGEO2798, 2016(鍊接:http://dx.doi.org/10.1038/ngeo2798)
Lin, J.-T. *, Pan, D., Davis, S. J., Zhang, Q. *, He, K. *, Wang, C., Streets,
D. G., Wuebbles, D. J., and Guan, D.: China’s international trade and air
pollution in the United States, PNAS, 111, 1736-1741,
doi:10.1073/pnas.1312860111, 2014 (鍊接:http://www.pnas.org/content/111/5/1736?tab=metrics)
PNAS論文獲Cozzerelli獎報道:http://www.nasonline.org/news-and-multimedia/news/2014-cozzarelli-prize-recipients.html
林金泰研究組主頁:http://www.atmos.pku.edu.cn/acm/index.html