硫酸鹽氣溶膠是人類活動產生的二次無機氣溶膠的主要類型之一，其在大氣中的生命週期較短，可造成顯著的局地污染和氣候影響，並進一步通過大氣輸送和氣候響應造成全球效應。已有的研究表明了氣溶膠空間分佈不均勻對氣候的複雜影響，但主要針對生產活動引起的氣溶膠氣候效應，尚未對消費活動伴隨的氣溶膠氣候影響（溫度、降水等）開展定量評估。
近日，由北京大學和中國科學院領導的合作研究團隊定量揭示了已開發國家和开发中国家的消費活動相關的硫酸鹽氣溶膠對全球溫度和降水的影響，為宣導“人類命運共同體”、促進可持續發展、推動國際合作以應對全球氣候變化提供了新的思路和科學依據。相關研究成果發表在《Nature Geoscience》雜誌上。
該研究以2014年各個國家的消費和生產活動狀態作為當今國際貿易環境背景，結合最新的污染物公共排放清單、國際貿易模型和地球系統模式，首次評估了已開發國家和开发中国家消費活動相關的硫酸鹽氣溶膠對全球溫度和降水的影響。研究結果顯示，儘管已開發國家消費活動相關的硫排放量僅為开发中国家的60%，但兩者對全球近地表平均氣溫和降水量的影響卻十分相似（溫度减小約0.2℃，降水减少0.02mm/day），這與在傳統的生產視角下已開發國家與开发中国家對氣候影響程度的研究結果具有明顯差异。其根本原因是，在消費角度下，不同地區的相關硫酸鹽氣溶膠和生產角度下具有很不一樣的空間分佈。生產角度下硫酸鹽氣溶膠多集中在排放源當地，而消費角度下任何地區相關的硫酸鹽氣溶膠可以分佈全球（圖1）。
由於氣溶膠的氣候效應與其濃度及空間分佈之間存在著極强的非線性複雜關係。研究人員發現，开发中国家消費活動所引起的硫酸鹽在亞洲中低緯地區存在明顯的排放和濃度極大值，這也導致了有效輻射強迫最大值集中在北半球中低緯度地區。相比之下，已開發國家消費相關的硫酸鹽在北半球的緯向分佈較為均勻並且整體處於更高緯度。由於高緯地區大氣環流、海冰等系統對輻射變化更加敏感，囙此雖然硫排放總量小於开发中国家，但其組織硫排放引起的有效輻射強迫和氣候效應更强。（圖2）
為了應對氣候變化，世界各國製定了《聯合國氣候變化框架公約》《京都議定書》《巴黎協定》等合作協定公約來推動各國承擔相應責任並積極减排。從全球範圍來看，生產排放、消費排放及其變化均與各國的社會經濟發展和環境氣候問題息息相關。該研究圍繞“全球化空氣污染”及其氣候環境影響問題，將區域發展和污染問題放到全球氣候環境變化的框架下，在以往基於生產排放角度的氣候變化歸因分析的基礎上，從消費的角度定量揭示了各區域之間人為活動和排放的關聯及其全球氣候效應，助力全球氣候治理和協同减排。
北京大學物理學院大氣與海洋科學系林金泰長聘副教授、中國科學院大氣物理研究所博士周春江以及北京大學博士陳璐璐為共同第一作者。林金泰、中國科學院大氣物理研究所黃剛研究員為論文的共同通訊作者。
本研究得到國家自然科學基金（41775115、41831175和91937302）和科技部（2019QZKK0604）項目的資助。
Citation:Jintai Lin，Chunjiang Zhou，Lulu Chen，Gang Huang，J.‐F. Lamarque，Ji Nie，Jun Yang，Kaiming Hu，Peng Liu，Jingxu Wang，Yan Xia，Yang Yang，Yongyun Hu: Sulfur emissions from consumption by developed and developing countries produce comparable climate impacts，Nature Geoscience，doi:10.1038/s41561-022-00898-2，2022.https://doi.org/10.1038/s41561-022-00898-2
圖1开发中国家（左）和已開發國家（右）消費相關的SO2（上）、生產相關的SO2（下）的空間分佈。
圖2开发中国家（左）和已開發國家（右）消費相關的SO2引起的全球溫度響應（上）和降水響應（下）。