Двуокись серы является загрязнителем воздуха, вызывающим кислотные дожди, дымку и многие проблемы со здоровьем. Он производится преимущественно при сжигании угля для выработки электроэнергии.
Хотя Китай и Индия остаются крупнейшими в мире потребителями угля, новое исследование под руководством Университета Мэриленда показало, что выбросы двуокиси серы в Китае с 2007 года сократились на 75 процентов, а выбросы в Индии увеличились на 50 процентов. Результаты показывают, что Индия становится, если уже не является, крупнейшим в мире источником выбросов двуокиси серы.
«Быстрое сокращение выбросов диоксида серы в Китае намного превышает ожидания и прогнозы», - сказал Кан Ли, младший научный сотрудник Междисциплинарного центра изучения системы Земли UMD и первый автор исследования. «Это говорит о том, что Китай внедряет меры контроля за двуокисью серы сверх того, что учли разработчики климатических моделей».
Исследование было опубликовано в журнале Scientific Reports 9 ноября 2017 года.
Китай и Индия являются крупнейшими в мире потребителями угля, который обычно содержит до 3 процентов серы. Большая часть выбросов двуокиси серы в двух странах приходится на угольные электростанции и угольные заводы. В частности, Пекин страдает от серьезных проблем с дымкой из-за множества угольных заводов и электростанций, расположенных поблизости и с подветренной стороны.
Начиная с начала 2000-х годов, Китай начал проводить такие политики, как штрафование загрязнителей, установление целей по сокращению выбросов и снижение лимитов выбросов. Согласно результатам текущего исследования, эти усилия окупаются.
«Уровни диоксида серы в Китае резко снизились, несмотря на то, что использование угля увеличилось примерно на 50 процентов, а производство электроэнергии выросло более чем на 100 процентов», - объяснил Ли, который также является научным сотрудником Центра космических полетов имени Годдарда НАСА. «Это говорит о том, что большая часть сокращения приходится на контроль выбросов».
Несмотря на 75-процентное снижение выбросов двуокиси серы в Китае, недавняя работа других ученых показала, что качество воздуха в стране остается низким и продолжает вызывать серьезные проблемы со здоровьем. Это может быть связано с тем, что диоксид серы составляет лишь от 10 до 20 процентов частиц воздуха, вызывающих дымку, по словам Ли.
«Если Китай хочет вернуть Пекину голубое небо, страна должна также контролировать другие загрязнители воздуха», - сказал Ли.
Напротив, выбросы двуокиси серы в Индии увеличились на 50 процентов за последнее десятилетие. Страна открыла свою крупнейшую угольную электростанцию в 2012 году, и ей еще предстоит внедрить контроль выбросов, как в Китае.
«В настоящее время повышенные выбросы диоксида серы в Индии не вызывают столько проблем со здоровьем или дымкой, как в Китае, потому что крупнейшие источники выбросов находятся не в самом густонаселенном районе Индии», - сказал Ли. «Однако по мере роста спроса на электроэнергию в Индии последствия могут ухудшиться».
Чтобы создать точный профиль выбросов в Индии и Китае для текущего исследования, исследователи объединили данные о выбросах, полученные двумя разными методами.
Во-первых, исследователи собрали предполагаемые объемы выбросов из кадастров количества заводов, электростанций, автомобилей и других источников выбросов диоксида серы. Эти реестры, хотя и являются важными источниками данных, часто являются неполными, устаревшими или неточными в других отношениях в развивающихся странах. Они также не могут объяснить меняющиеся условия или непредвиденные политики.
Вторым источником данных исследователей был прибор мониторинга озона (OMI) на спутнике НАСА Aura, который обнаруживает различные атмосферные загрязнители, включая диоксид серы. Хотя OMI может собирать актуальную информацию и определять источники выбросов, отсутствующие в кадастрах, она может обнаруживать только относительно крупные источники выбросов. Кроме того, измерениям могут мешать облака или другие атмосферные условия.
Чтобы преодолеть эти проблемы, ученые UMD и НАСА сотрудничали с исследователями из Министерства окружающей среды и изменения климата Канады, чтобы разработать более совершенные алгоритмы для количественной оценки выбросов на основе данных OMI. Кроме того, профессора кафедры атмосферных и океанических наук UMD Рассел Дикерсон и Чжанцин Ли, соавторы статьи, использовали метеорологический самолет для измерения концентрации диоксида серы и других загрязнителей воздуха над одним из самых загрязненных регионов Китая. Сравнив эти измерения с данными OMI, исследователи подтвердили спутниковые измерения.
Объединяя данные OMI и данных инвентаризации, исследователи получили более точную оценку, чем любой источник данных по отдельности. Ранее опубликованные исследования, основанные на данных инвентаризации и опубликованных политиках, прогнозировали, что выбросы диоксида серы в Китае не упадут до нынешнего уровня не ранее 2030 года.
«Эти исследования не отражали реальной ситуации на местах», - сказал Ли, который также является членом научной группы OMI США. «Наше исследование подчеркивает важность использования спутниковых измерений для изучения качества воздуха, особенно в регионах, где условия могут меняться быстро и неожиданно».
Ли надеется, что результаты текущего исследования можно будет использовать для улучшения моделей климата и атмосферы путем предоставления более точных входных данных.