Luftföroreningarnas effekter på människors hälsa, ekonomier och jordbruk skiljer sig drastiskt beroende på var på planeten föroreningarna släpps ut, enligt en ny studie som potentiellt skulle kunna motivera vissa länder att minska klimatförändrande utsläpp.

Ledd av University of Texas i Austin och University of California San Diego, studien, som publicerades 23 september i Science Advances, är den första som simulerar hur aerosolföroreningar påverkar både klimat och luftkvalitet för platser runt om i världen.

Aerosoler är små fasta partiklar och vätskedroppar som bidrar till smog och släpps ut från industrifabriker, kraftverk och fordonsavgasrör. De påverkar människors hälsa, jordbruks- och ekonomisk produktivitet i unika globala mönster jämfört med koldioxid (CO₂ ) utsläpp, som är fokus för insatserna för att mildra klimatförändringarna.

Även om CO₂ och aerosoler ofta släpps ut samtidigt under förbränning av bränsle, beter sig de två ämnena olika i jordens atmosfär, säger medförfattaren Geeta Persad, biträdande professor vid UT Austin Jackson School of Geosciences.

"Koldioxid har samma inverkan på klimatet oavsett vem som släpper ut den", sa Persad. "Men för dessa aerosolföroreningar tenderar de att hålla sig koncentrerade nära där de släpps ut, så effekten som de har på klimatsystemet är mycket ojämn och mycket beroende av var de kommer ifrån."

Forskarna fann att, beroende på var de släpps ut, kan aerosoler försämra de sociala kostnaderna för kol - en uppskattning av de ekonomiska kostnader växthusgaser har för samhället - med så mycket som 66%. Forskarna tittade på åtta nyckelregioner:Brasilien, Kina, Östafrika, Västeuropa, Indien, Indonesien, USA och Sydafrika.

"Denna forskning belyser hur de skadliga effekterna av våra utsläpp generellt sett underskattas", säger Jennifer Burney, medförfattare och Marshall Saunders Chancellor's Endowed Chair in Global Climate Policy and Research vid UC San Diego School of Global Policy and Strategy. "CO₂ gör planeten varmare, men den släpps också ut med en massa andra föreningar som påverkar människor och växter direkt och orsakar klimatförändringar i sig."

Arbetet, som stöddes av National Science Foundation, representerar ett samarbete mellan Persad och Burney, som är fysikaliska forskare, och en grupp ekonomer och folkhälsoexperter. Medförfattare inkluderar Marshall Burke, Eran Bendavid och Sam Heft-Neal vid Stanford University och Jonathan Proctor vid Harvard University.

Aerosoler kan direkt påverka människors hälsa och klimatet oberoende av CO₂ . De är förknippade med negativa hälsoeffekter vid inandning och kan påverka klimatet genom att påverka temperatur, nederbördsmönster och hur mycket solljus som når jordens yta.

Att studera aerosolers inverkan i jämförelse med CO₂ , skapade teamet en uppsättning klimatsimuleringar med hjälp av Community Earth System Model version 1 utvecklad av National Center for Atmospheric Research. De körde simuleringar där var och en av de åtta regionerna producerade identiska aerosolutsläpp och kartlade hur temperatur, nederbörd och ytluftkvalitet påverkades över hela världen. Sedan kopplade de dessa data till kända samband mellan klimat- och luftkvalitet och spädbarnsdödlighet, grödors produktivitet och bruttonationalprodukt i de åtta regionerna.

I ett sista steg jämförde de de totala samhälleliga kostnaderna för dessa aerosoldrivna effekter med de samhälleliga kostnaderna för samutsläppt CO₂ i var och en av de åtta regionerna och producerade globala kartor över de kombinerade effekterna av aerosoler och CO₂ . Forskarna sa att studien är ett stort steg framåt från tidigare arbete, som antingen bara uppskattade luftkvalitetseffekterna av aerosoler eller inte tog hänsyn till deras olika globala klimateffekter.

Resultatet målar upp en varierad och komplicerad bild. Utsläpp från vissa regioner ger klimat- och luftkvalitetseffekter som sträcker sig från två till mer än 10 gånger så starka som andra och sociala kostnader som ibland påverkar närliggande regioner mer än den region som producerade aerosolutsläppen. Till exempel leder lokala utsläpp i Europa till fyra gånger så många spädbarnsdöd utanför Europa som inom Europa.

Men forskarna noterar att aerosolutsläpp alltid är dåligt för både utsändaren och planeten totalt sett.

"Medan vi kanske tänker på aerosoler, som kyler klimatet, som att de har silvret av att motverka CO₂ -driven uppvärmning, när vi tittar på alla dessa effekter i kombination, finner vi att ingen region upplever övergripande lokala fördelar eller genererar övergripande globala fördelar genom att släppa ut aerosoler, säger Persad.

Forskare sa också att resultaten skapar potentiellt nya motiv för länder att minska utsläppen - och att bry sig om att andra länder minskar utsläppen. Till exempel fann studien att lägga till aerosolkostnader till CO₂ kostnader kan fördubbla Kinas incitament att minska utsläppen. Och det ändrar effekten av lokala utsläpp i Europa från en lokal nettonytta till en nettokostnad. Studien visar också att vissa tillväxtekonomier, som östafrikanska länder och Indien, kan vara motiverade att samarbeta om utsläppsminskningar eftersom de påverkas starkt av varandras utsläpp.

Ramverket som utvecklats i denna studie kan också tillämpas för att maximera samhällsnyttan från nuvarande begränsningsstrategier som övervägs av beslutsfattare. Till exempel tillämpade forskarna det på "fair-share"-metoden som anges i Paris klimatöverenskommelser där alla länder riktar in sig på samma CO₂ per capita. utsläpp. De fann att tillvägagångssättet, även om det är fördelaktigt för klimatstabiliteten, inte förbättrar dödligheten och grödans effekter från kombinerad aerosol och CO₂ utsläpp eftersom det fokuserar på begränsning i regioner som redan har ganska låga aerosoleffekter, som USA och Europa.

"Genom att utöka samhälleliga kostnadsberäkningar till att inkludera de geografiskt lösta samhällseffekterna av samutsläppta aerosoler, visar vi att incitamentet för enskilda länder att mildra och samarbeta om begränsning är mycket högre än om vi bara tänker på växthusgaser," Burney sa. + Utforska vidare

Partikelföroreningens påverkan varierar mycket beroende på var den har sitt ursprung