【研究报告】EASA发布《航空CO2与非CO2排放气候影响的时间维度》
2026年1月,由欧盟资助的ANCEN航空非CO2专家网络发布《航空CO2与非CO2排放气候影响的时间维度》(Time scales of the climate effects of aviation CO2 and non-CO2 emissions)。报告旨在系统阐述并对比航空活动产生的二氧化碳(CO2)与非二氧化碳(non-CO2)排放对全球气候系统产生影响的不同时间特性。报告基于气候科学中的辐射强迫与有效辐射强迫等核心概念,通过分析排放物的大气寿命、气候响应机制以及模型模拟结果,明确指出短期非CO2效应与长期累积的CO2效应在驱动气候变暖中的作用存在本质差异。报告深入探讨了当前广泛使用的CO2当量指标(如GWP)在评估航空气候影响时的局限性,并结合COVID-19疫情期间航空活动变化的实例,为制定科学、有效的航空气候减缓策略提供了关键见解和政策启示。
报告首先明确了核心科学概念。辐射强迫是量化气候系统能量失衡的关键指标,而有效辐射强迫(ERF)作为其演进概念,能更准确地预测地表温度变化。报告指出,CO2一旦排入大气,其移除过程极其缓慢:约50%将在30年内移除,30%在几个世纪内移除,剩余20%可能停留数千年,因此其辐射强迫和变暖效应是长期累积性的,因此其辐射强迫和变暖效应是长期累积性的。与之形成鲜明对比的是,航空非CO2排放物的大气寿命存在差异:凝结尾迹本身最长数小时,形成凝结尾迹的颗粒物寿命为数天至数周,氮氧化物(NOX)寿命为数周,且NOX引发的臭氧和甲烷浓度扰动影响可达数月至数十年,因此它们产生的辐射强迫主要由近期排放决定。报告通过模型模拟和实例分析详细阐述了两类排放气候影响的动态过程。一方面,所有航空排放(包括CO2和非CO2)的气候响应均需数十年时间:海洋热含量和地表温度的变化过程需跨越数十年,即使是仅存续数小时的凝结尾迹,若其辐射强迫足够强,引发的气候响应也会持续数十年。另一方面,以COVID-19疫情期间航空活动锐减为例,非CO2的有效辐射强迫随之大幅下降,而CO2的有效辐射强迫因历史累积存量巨大而仅有微弱变化。这凸显了非CO2排放对短期辐射强迫波动的巨大影响,但也同时印证了长期气候变暖仍由CO2的累积效应主导。在时间演化的视角下,报告通过脉冲排放和持续排放两种情景的模拟图进一步说明:在航空排放快速增长期,非CO2效应的增温贡献显得突出;然而,当排放量稳定后,非CO2的增温贡献会趋于一个常数,而CO2引起的增温则会因其在大气中的持续积累而以恒定速率不断加剧。因此,根本性降低航空气候影响的关键在于减少CO2排放,同时竭力避免非CO2排放的增加。报告还重点批判性地审视了将不同时间尺度气候效应合并为单一“CO2当量排放”指标的现行做法。报告指出,不同CO2当量指标(如GWP、GTP)因时间跨度选择和指标设计本身的差异,对非CO2效应贡献的评估结果差异巨大:全球航空机队的非CO2气候效应约为其CO2效应的0至3倍,其中GTP(50年时间跨度)得出最小值,GWP(20年时间跨度)得出最大值。此外,不同排放物单位辐射强迫所导致的地表温度变化效率(效能)也不同,例如凝结尾迹的效能可能仅为CO2的40%左右。这些因素使得单一CO2当量指标可能误导政策选择。报告因此建议,更科学的做法是分别报告CO2与非CO2排放的气候贡献。最后,报告指出了当前研究的局限性,特别是目前尚无法可靠计算单次航班造成的地表温度变化,因为现有气候模型依赖对全球机队大规模扰动的模拟来识别显著信号。未来需要更多研究来理解非CO2效应的时空变异性和气候效能。报告通过引用多项前沿研究,为航空气候科学的未来发展指明了方向。全文链接:https://www.easa.europa.eu/en/newsroom-and-events/news/initial-set-ancen-background-notes-provide-insight-aviations-non-co2
资料收集:李浩 安欣 王含月
校对:张奕野 贾忠杰 王君瑶
审核:陈俣秀 杨晓军
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