近日，环科院杨洋教授团队2023级硕士生朱亦彤以第一作者在Nature子刊《Nature Communications》上发表研究成果“Strategizing emission cuts in China to mitigate short-term warming from clean air policies”。该研究揭示了碳中和背景下气溶胶减排的空间优化策略，可以大幅缓解清洁空气政策带来的短期气候变暖风险，为中国碳中和与大气污染治理提供了关键科学依据。朱亦彤为论文唯一第一作者，杨洋教授为论文唯一通讯作者。

为改善空气质量和实现气候目标，未来气溶胶排放预计将大幅减少。团队前期研究已发现，全球气溶胶减少可能会由于其冷却作用减弱而产生意外的变暖效应。本研究以二氧化硫排放为例，基于气溶胶-云相互作用的非线性关系，尝试优化减排的空间布局来缓解增温效应。其核心原理在于，云滴数浓度对气溶胶变化的敏感程度在污染地区小于清洁地区，云滴形成由气溶胶云凝结核数量与上升气流水汽供应共同决定，清洁地区气溶胶浓度低，云滴数浓度主要受气溶胶控制，对其变化十分敏感；而污染地区气溶胶充足，在云滴活化过程中，水汽易被快速消耗，过饱和度成为限制因素，云滴对气溶胶变化的敏感性显著降低。

团队基于2001-2020年中国多尺度排放清单模型（MEIC）的人为SO2排放数据，整合MODIS卫星反演的气溶胶、云属性数据与CERES辐射数据，构建气溶胶指数（AI）、云滴数浓度（Nd）与ERFaci的估算体系；其次结合碳中和路径下DPEC框架设定未来排放情景，在保持全国总减排量不变的前提下，设计对照试验，分别对SO2排放前20%、10%、5%的高排放区域实施重点减排，并通过二分迭代法确定逐年排放阈值，将减排行动从相对清洁、中度污染区域转移至高污染区域，实现减排的空间优化；最后，利用GEOS-Chem大气化学模型，模拟原始减排与动态优化减排情景下ERFaci的变化，区分气溶胶-云与气溶胶-辐射过程的贡献，完成方案验证。

研究发现，在碳中和路径下，全国SO2大幅度减排会显著减弱气溶胶冷却效应，导致云凝结核减少、云滴数浓度下降，ERFaci大幅上升，2030年中国区域平均ERFaci较2020年增加0.89 W m-2，2060年可达3.03 W m-2，叠加温室气体效应会加剧短期气候变暖；利用气溶胶-云相互作用的非线性特征，优先在高排放区域实施针对性减排，能显著降低ERFaci的上升幅度，2030年，区域平均ERFaci增幅可从0.89 W m-2控制到0.02 W m-2以内，到2060年，增温效应可被削弱约三分之二，气候变化缓解效果非常显著；动态优化减排策略在实现同等全国总减排量的前提下，PM2.5改善效果与预期目标基本一致，不会以牺牲空气质量为代价。研究也证实优化策略的气候收益主要来自气溶胶-云相互作用过程的改变，而非气溶胶直接辐射效应，这为我国减污降碳政策的实施提供了全新的科学依据。

本研究得到了国家重点研发计划青年科学家项目、国家自然科学基金、江苏省双创团队等项目的支持。

图1 碳中和减排和动态优化减排下有效辐射强迫变化示意图

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-72190-5, 2026.