郭维栋、葛骏团队和黄昕团队最新合作成果揭示植树造林-污染治理的协同气候效应


发布时间:2023-09-09浏览次数:414


植树造林可以通过改变地表反照率、粗糙度和蒸腾效率影响陆-气之间的能量和水分交换,从而进一步影响局地温度。该效应在不同的纬度、季节、海拔以及全球变暖背景下表现不同。因此,植树造林的局地温度效应高度依赖于气候背景。除了上述影响气候背景的因素外,气溶胶也是区域气候变化的重要驱动因子。但是,减少气溶胶污染是否会改变植树造林的局地温度效应尚不清楚。

为了回答这一科学问题,大气科学学院郭维栋、葛骏团队和黄昕团队基于第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6)的地球系统模式,对比分析了不同人为气溶胶排放情景下植树造林的局地温度效应差异。结果表明,如果将当前人为气溶胶排放降低至工业革命前水平,中、低纬度地区造林的局地降温效应将会增强(最高可达0.4℃),额外增加的降温效应可以部分抵消气溶胶下降带来的增温效应(图1)。同时,高纬度地区造林的局地增温效应将会减弱。气溶胶下降引起的造林局地温度效应变化相当于造林额外吸收了0-8% 的CO2。基于地表能量平衡的归因分析表明,气溶胶下降导致到达地表的太阳短波辐射增加,由于森林的地表粗糙度和蒸腾效率较大,更多的地表净辐射被分配给了感热和潜热通量,从而引起地表降温(图2)。模式预测如果采用严格的气溶胶排放控制措施,本世纪中叶我国造林的局地降温效应将额外增加0.13℃。

图1 减少人为气溶胶排放对植树造林局地温度效应的影响

图2 气溶胶浓度变化调节植树造林局地温度效应的作用机制

该研究揭示了降低气溶胶污染不仅具有环境和健康效益,还可以增强植树造林的局地气候缓解潜力。该结论对于像中国这样同时面临治理大气污染和缓解气候变暖双重压力的发展中国家具有重要的指导意义。该研究以“Local surface cooling from afforestation amplified by lower aerosol pollution”为题,于2023年8月24日在线发表于《自然·地球科学》(Nature Geoscience)期刊上(https://www.nature.com/articles/s41561-023-01251-x)。

该工作发表后引起了学界和新闻媒体的广泛关注。Nature杂志的研究亮点(Research Highlight)栏目以“Cleaning the air boosts forests’ cooling powers”为题,对该工作进行了报道。Nature Geoscience杂志的新闻&观点(News & Views)栏目发表了题为“Cooler forests in clean air”的文章,对该工作进行了评论。该工作还被国家自然科学基金委员会官方网站“资助成果”栏目进行报道。

大气科学学院葛骏助理教授为论文第一作者和通讯作者,该论文的合作作者包括郭维栋教授、黄昕教授、邱博副教授和博士研究生曹祎芃,以及南京信息工程大学昝蓓蕾博士。该研究得到国家自然科学基金重点项目(42130602)、面上项目(42175136)、青年项目(42005096、42105023)以及江苏省气候变化协同创新中心的联合支持。

论文链接:Ge, J., Huang, X., Zan, B. L., Qiu, B., Cao, Y. P. and Guo, W. D. Local surface cooling from afforestation amplified by lower aerosol pollution, Nature Geoscience, 16, 781–788 (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01251-x

相关新闻报道:

1. Jeff Tollefson. Cleaning the air boosts forests’ cooling powers. Nature Research Highlight. https://www.nature.com/articles/d41586-023-02677-4

2. Chen, L. Cooler forests in clean air. Nature Geoscience, 16, 758–759 (2023). https://doi.org/10.1038/s41561-023-01253-9

3. 国家自然科学基金委员会,资助成果。 https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab448/info90209.htm  


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