该研究基于气溶胶-云相互作用的非线性特征，提出了一种动态优化二氧化硫（SO₂）减排空间策略的方法，旨在中国实现碳中和目标的路径下，减缓因气溶胶减少而导致的短期增温效应。研究发现，将减排集中在高污染区域，可在保持总减排量不变的前提下，显著抑制有效辐射强迫（ERFₐci）的上升。与原始减排方案相比，动态优化策略使2020–2040年中国区域平均ERFₐci增幅从0.89–1.63 W/m²降至0.13 W/m²以下，2060年的增温效应减弱约三分之二。该策略在实现空气质量改善的同时，避免了因气溶胶快速清除而加剧的短期气候风险，为协同应对空气污染与气候变化提供了科学依据。
气溶胶通过直接散射和吸收辐射以及与云相互作用，对地球气候产生显著的冷却效应。其中，气溶胶-云相互作用是当前气候变化评估中最大的不确定性来源之一。中国为改善空气质量和实现碳中和目标，正大幅削减SO₂等气溶胶前体物排放。然而，气溶胶减少会削弱其冷却效应，从而“揭露出”温室气体导致的增温，尤其在短期内可能加剧气候变暖。如何在实现空气质量目标的同时，尽可能降低气溶胶减排带来的短期增温风险，是当前气候与空气污染协同治理面临的紧迫科学问题。
研究首先基于2001–2020年的MEIC排放清单和MODIS卫星观测数据，建立了SO₂排放与气溶胶指数（AI）之间的线性回归关系，并利用AI与云滴数浓度（N_d）之间的S型函数关系，量化了未来不同减排情景下N_d的变化。进一步，基于CERES云辐射数据，采用Twomey公式计算了气溶胶-云相互作用有效辐射强迫（ERFₐci）的变化。未来SO₂排放数据来自中国碳中和路径下的DPEC高分辨率排放情景（2020–2060年）。研究提出了动态减排策略：通过迭代二分法动态确定排放阈值，将总减排量优先分配给高排放网格，保持总减排量不变的前提下优化减排的空间分布。研究对比了原始减排方案（均匀或按趋势减排）与动态优化方案对N_d和ERFₐci的影响，并评估了不同空间优先等级（前20%、10%、5%高排放区）的效果。
在原始碳中和路径下，中国SO₂排放从2020年的10.0 Tg降至2060年的1.0 Tg。由此导致N_d从2030年的104.83 cm⁻²下降至2060年的76.35 cm⁻²，ERFₐci相对于2020年呈现持续正增长：2030年增加0.89 W/m²，2040年增加1.63 W/m²，2050年增加2.33 W/m²，2060年增加3.03 W/m²，表明气溶胶减排将产生显著的短期增温效应。测试案例表明，将减排集中在前20%、10%甚至5%的高排放区，可在总减排量不变的情况下，显著降低ERFₐci的增幅。例如，仅针对前5%高排放区进行减排，2030年ERFₐci变化远低于原始方案。进一步采用动态优化策略后，2030年N_d仅下降0.10 cm⁻²（原始方案下降8.34 cm⁻²），2060年下降16.32 cm⁻²（原始方案下降28.48 cm⁻²）。相应地，2020–2040年区域平均ERFₐci增幅被限制在0.13 W/m²以内，2060年增温效应较原始方案减弱约三分之二（从3.03 W/m²降至1.09 W/m²）。此外，动态优化策略并未牺牲空气质量改善效果，PM₂.₅浓度降幅与原始方案基本相当。辐射强迫分解表明，该策略的气候效益主要来源于云微物理过程的非线性响应，而非气溶胶-辐射相互作用的差异。
图1 | 中国碳中和路径下2030–2060年ERFₐci变化的空间分布
图2 | 原始减排与针对不同比例高排放区减排的2030年SO₂、N_d和ERFₐci变化对比
图3 | 动态减排策略下2030–2060年SO₂和N_d变化的空间分布
图4 | 动态减排策略下ERFₐci变化的空间格局与时间序列
本文为学术传播，旨在促进同行交流。如需引用，请参考原文：Zhu, Y. et al. Strategizing emission cuts in China to mitigate short-term warming from clean air policies. Nat. Commun. (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-72190-5
