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中国大气污染物和碳协同减排的气候-环境-健康耦合效应

减污降碳,有效辐射强迫,地球系统模式,碳中和,气候效益评估

主题3 技术、台站、交叉 > 专题3.12 环境保护与气候变化应对的策略与调控

温室气体与气溶胶及其前体物的人为源排放共同决定地球辐射收支平衡，二者在气候系统中的作用机制、寿命及空间异质性存在显著差异。中国作为排放大国，其减污降碳协同政策的全球气候环境效益尚不明确，亟需系统评估。

本研究首先结合CESM2和GISS-E2.1两套地球系统模式及FaIR简化气候模型，建立了从区域排放变化到全球有效辐射强迫与气温响应的分析框架，定量解析 了从2013年到2023年中国及其他区域减排对全球气候的影响；接着基于CESM2 全耦合瞬态模拟，结合碳中和与清洁空气协同排放情景（CNCA），对比基准情景 （BAU）系统评估了从2015到2100年CO2与气溶胶协同减排对全球辐射强迫、温度和降水的影响及其时间演变特征；进一步从能源、干旱风险与健康三个维度，进行了碳污协同减排政策的多维气候效益的评估。

研究表明，从2013年到2023年全球人为大气污染物排放削减产生有效辐射强 迫约0.16W/m2，其中中国的污染物减排贡献约0.07W/m2。全球近十年来的减排 到2050 年将累积升温约0.078K。西风带输送使中国排放主导了北太平洋的辐射 变化。相较于单一污染物控制，多污染物协同减排路径中黑碳等物质的减排能够抵 消掉部分SO2减排的增温效应，体现了政策的气候友好性。协同减排情景下，气溶胶减排产生0.09W/m2正辐射强迫，引起全球升温0.12K；CO2减排产生−0.16K 降温。2070年后CO2降温主导，世纪末净降温约0.21K。气溶胶减排诱发热带辐合带北移约0.35∘，使得全球降水形成北湿南干的格局。

基于气候模拟评估了碳污协同减排的气候与健康效应。健康方面，2060年前后，相较于只实施2020年前减排政策的基准情景，碳中和与清洁空气协同减排带 来的PM2.5 浓度的额外的下降每年净避免约51万人早逝；至2095年前后，协同减 排的降温效应进一步减轻热相关死亡负担，全球健康效益合计达约72万人。干旱方面，减排将显著缓解全球干旱区域，其作用在北、南半球分别于2060年与2090 年前后显现。光伏潜力方面，气溶胶减排大幅提升了中国东部地表短波辐射，而 CO2 减排则通过抑制增温对电池的负面影响，在远期发挥全球性增益作用。

本研究通过定量解析历史与未来中国减污降碳政策对全球气候系统的影响，揭示了CO2与气溶胶减排在时间尺度和空间结构上的阶段性抵消与协同特征，为 优化减污降碳协同控制路径提供了科学依据。