更清洁的船舶燃料正在悄然改变大西洋上空的云层

一场因地区冲突引发的国际航运改道，意外为科学家提供了一次前所未有的大尺度“天然实验”，揭示了更清洁的船用燃料如何显著削弱船舶尾气对云形成的影响，从而改变地球的能量平衡。 研究结果显示，虽然航运活动在部分海域明显增加，但船舶对云滴数量和云层“增亮”效应的影响却大幅减弱，为气候模型提供了关键约束，也暴露出空气质量改善与全球变暖之间复杂的权衡关系。

这项研究由佛罗里达州立大学大气科学家迈克尔·戴蒙德及其团队完成，近期发表在《大气化学与物理》期刊上。 他们借助红海沿岸武装袭击事件导致的航线重组：自 2023 年 11 月起，经红海的船舶数量骤减，大量船只改道绕行好望角，使得对船舶排放高度敏感的南大西洋低云区突然暴露在更密集的航运排放之下。 由于这一变化源自冲突而非天气或新政策，研究团队得以在相似的气象背景下，主要归因于排放差异来分析云层变化，从而获得难得的“因果”视角。

早在 2020 年 1 月，国际海事组织就已经要求全球船用燃料大幅降低含硫量，旨在减少空气污染并改善公众健康。 含硫燃料燃烧会释放大量硫酸盐气溶胶，这些微粒能促进形成更多且更小的云滴，使云层更明亮，反射更多太阳辐射，从而产生短期冷却效应，被估计曾抵消了约三分之一的温室气体变暖作用。 然而，与在大气中可停留数百年的二氧化碳不同，气溶胶寿命仅有数天到数周，加之云本身高度多变，使“气溶胶–云相互作用”长期成为全球气候预估中最大的不确定来源之一。

戴蒙德此前研究发现，在 IMO 2020 燃料新规实施后，主要航线云层的云滴变得更少、更大，意味着云的散射能力减弱，海洋吸收的太阳能量可能因此增加。 对这一变化是否推动了 2023 年和 2024 年大西洋海洋热浪，学界仍存在激烈争论，同时对于云量是否显著减少，各方估算也从约 10% 到 80% 不等。 此次借助红海危机触发的航线大迁移，研究团队得以在南大西洋这一“天然试验场”，在船舶数量明显上升的情况下，重新检验低硫燃料对云层结构的影响强度。

卫星观测显示，2024 年东南大西洋上空的二氧化氮浓度明显升高，这一指标直接反映了船舶发动机排放的增加，并不受含硫量新规影响，因此可作为航运活动强度的可靠“代用指标”。 在此基础上，研究人员将 NO₂ 水平与云滴数量进行对比，发现即便在船舶几乎翻倍的情况下，与高硫燃料时代相比，船舶排放改变云特性的能力仍下降了约 67%。 换言之，低硫燃料大幅削弱了“船迹云”及相关云层增亮效应，使航运业对云反照率和局地冷却的影响显著减弱。

这一结果为气候模拟提供了罕见而有力的实证约束，有助于缩小地球能量收支估算的不确定区间。 对政策制定者而言，这意味着在评估减排和环保措施时，需要更加精细地兼顾空气质量改善与气候系统响应：一方面，减少硫排放可降低污染并改善健康；另一方面，削弱气溶胶引发的短期冷却，可能在一定程度上“暴露”被遮蔽的温室气体变暖。 研究同时提醒，未来若有人设想通过增加人为气溶胶来“降温”，这种手段不仅充满不确定性，也可能带来严重健康代价和区域性风险。

尽管气溶胶能在短期内为地球提供一定“降温缓冲”，其本身却是严重的健康威胁。 含硫颗粒与多种呼吸系统和心血管疾病高度相关，国际海事组织的燃料限硫措施被估算已经避免了成万上万例过早死亡。 研究团队指出，从公共卫生角度看，削减含硫污染是明确的正向选择，但在气候政策层面，决策者必须意识到：随着这些“遮阳伞”被收起，真正由温室气体主导的变暖信号将更加清晰，也更迫切地要求全球在二氧化碳和其他长寿命温室气体减排上采取更有力行动。