一次全球航运改道，意外揭开气候背后的秘密

在《大气化学与物理》期刊发表的一项研究中，戴蒙德（Diamond）与佛罗里达州立大学地球、海洋与大气科学系研究生莉莉·博斯（Lilli Boss）发现，将船用燃油硫含量削减约80%的新法规，与污染更严重的旧燃油相比，还使云滴形成量减少了约67%。
戴蒙德表示：“全球航运意外改道为我们量化气溶胶-云相互作用提供了独特机会，减少了全球气候预测中最大的不确定性来源。当你的‘实验室’是大气时，这样的实验并非天天都能进行。这是一个宝贵的机会，能更准确地了解地球正在发生的变化。”该结果最终可能改进全球气候模型，为科学家和政策制定者提供更好的工具，以评估未来的环境法规和公共健康保护措施。
### 低硫燃油如何改变云的形成
2020年1月，国际海事组织（IMO）要求大幅降低船用燃油硫含量以遏制空气污染。船舶尾气中的微小颗粒，尤其是硫酸盐气溶胶，在云的形成及其亮度变化中起主要作用。这些气溶胶会形成含有许多小水滴的云，能反射更多阳光，增加地表冷却。历史上，这种冷却效应抵消了约三分之一温室气体产生的变暖。
尽管如此，气溶胶的影响仍高度不确定。二氧化碳（CO₂）等温室气体在大气中可存留数百年，而气溶胶仅能存在数天或数周。其短寿命加上云的自然变率，使得气溶胶-云相互作用成为气候预测中最大的不确定性来源。
在航运改道事件前，戴蒙德先前的研究表明，2020年IMO新规后，繁忙航运走廊的云滴更大且数量更少。科学家仍在争论到达海洋的阳光增加可能如何影响2023和2024年大西洋海洋热浪，对于IMO 2020后整体云量减少多少也存在分歧，估计从温和的10%到极端的80%不等。
### 冲突驱动的自然实验
2023年11月起，曼德海峡遇袭事件导致红海航运量骤减，船舶改道好望角航线。以持续低云著称且对船舶污染反应强烈的南大西洋区域，航运活动迅速增加。
由于这些变化由冲突而非天气模式或新政策导致，科学家得以观察云对船舶排放变化的具体反应。这种清晰的因果关系在受控实验中几乎无法重现，为研究人员提供了罕见的自然实验机会。
卫星测量显示，东南大西洋的二氧化氮（NO₂）浓度显著上升。NO₂由船舶发动机排放，不受IMO 2020硫法规影响，是航运量增加的可靠标志。这使研究人员能在相似航运活动水平下，直接比较燃油法规实施前后的云况。
### 数据揭示了什么
尽管2024年该区域船舶通行量约为之前的两倍，但云滴形成能力仅略弱于IMO 2020前。通过比较不受法规影响的NO₂和对硫排放有反应的云滴数量，戴蒙德和博斯发现，燃油法规实施后，船舶影响云形成的能力下降了67%。这一发现强化了清洁燃油大幅降低航运对云特性影响的证据，为改进未来气候模型提供了重要约束。
### 为何这些结果重要
了解云对气溶胶水平变化的反应仍是气候研究中最困难的方面之一。
新发现有助于缩小地球能量平衡的不确定性。有了更清晰的信息，政策制定者在考虑长期气候目标时，能更明智地制定环境法规。研究还凸显了改善空气质量时出现的复杂权衡——保护人类健康的行动也可能影响云带来的冷却作用。
尽管气溶胶提供暂时冷却，但对人类构成严重风险。硫颗粒是有害污染物，与呼吸系统和心血管问题相关。据估计，IMO法规已防止数万人过早死亡。