超越温度极限：气候目标超调对空气污染损害的评估及其健康经济协同效益研究

《SCIENCE ADVANCES》：Beyond the limit: The estimated air pollution damages of overshooting the temperature target

本研究针对气候变化减缓路径中温度目标超调（overshoot）带来的空气污染健康与经济损失问题，通过整合多种综合评估模型（IAMs）、空气污染源-受体模型（TM5-FASST）以及不同相对风险函数（RR）和经济损害模型，系统评估了净零排放（NZ）与非超调路径相较于终点导向（EoC）超调路径在减少PM2.5和O3相关过早死亡及经济损害方面的协同效益。结果表明，避免温度超调的严格气候政策能在2030年全球范围内避免约20.7万例过早死亡和约2.27万亿美元（2020年美元价值）的经济损失，尤其使中国和印度获益显著。该研究强调了将空气污染健康影响纳入气候政策设计的重要性，为制定更具韧性的气候减缓策略提供了科学依据。

　　

当我们谈论气候变化时，焦点往往集中在海平面上升、极端天气等宏观层面。然而，一个与我们呼吸息息相关的隐形杀手——户外空气污染，其危害同样触目惊心。根据全球疾病负担研究，2021年室外空气污染导致了约470万人过早死亡，并伴随着巨大的经济损失。应对气候变化的政策，特别是减少温室气体排放的行动，有望带来一个重要的“协同效益”：改善空气质量。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告（AR6）引入了一种新的气候减缓路径设计——全球净零排放（Net-Zero, NZ）路径，旨在避免全球气温暂时超过《巴黎协定》设定的1.5°C目标（即温度“超调”）。传统的“世纪末”（End-of-Century, EoC）路径往往允许这种超调发生，后期依靠二氧化碳移除（CDR）技术实现净负排放来补偿，但这增加了气候风险并对CDR技术部署有极高要求。一个关键的科学与政策问题是：旨在避免温度超调的NZ路径，是否能够稳定地带来空气污染相关的健康与经济协同效益？尽管已有研究探讨了非超调情景的益处，但大多忽略了区域影响以及评估过程中存在的大量不确定性。

为了回答这个问题，发表在《科学进展》（Science Advances）上的这项研究进行了一项全面分析。研究人员利用来自ENGAGE项目的多个综合评估模型（IAMs），包括AIM CGE、IMAGE、MESSAGEix-GLOBIOM、POLES-JRC、REMIND-MAgPIE和WITCH，模拟了在不同碳预算（累计二氧化碳排放量）下的两种气候政策路径：允许温度超调的EoC路径和避免超调的NZ路径。他们使用TM5-FASST这一全球空气污染源-受体模型，根据IAMs提供的污染物排放数据估算PM_2.5和臭氧（O₃）的浓度。随后，研究团队采用了多种相对风险（RR）函数（如IER, GEMM, log-linear）及其不同的参数和反事实阈值（即污染物开始产生危害的浓度水平），来估算由空气污染引起的过早死亡人数。为了将健康影响转化为经济价值，他们应用了四种不同的经济损害评估方法：两种基于污染物浓度与GDP的关系（Dechezleprêtre等和Dong等的方法），两种基于过早死亡数据（统计生命价值VSL和人力资本损失HCL），并考虑了不同的收入弹性假设以进行区域外推。通过这种系统性的不确定性分析，研究旨在评估NZ路径相对于EoC路径在减少空气污染健康和经济损害方面的稳健性。

健康协同效益

研究人员估算了与PM_2.5（成人缺血性心脏病、慢性阻塞性肺病、肺癌、中风，儿童急性下呼吸道感染）和O₃（成人慢性阻塞性肺病）相关的过早死亡。统计分析（Kolmogorov-Smirnov检验）表明，对于严格的碳预算（<1000 Gt CO₂，对应升温远低于2°C），NZ和EoC路径在空气污染结果上存在显著差异，尤其是在2030年，此时两条路径的减排力度差异最大。NZ路径能够持续带来更低的过早死亡率。区域分析显示，中国和印度从NZ路径中获益最大。到2030年，相较于EoC路径，NZ路径可在中国避免8.4万例（范围4万至14.4万例），在印度避免7.3万例（范围4.3万至11.1万例）过早死亡。不确定性分析揭示，健康影响估算的主要不确定性来源因地区而异：在欧美等高收入地区，RR函数参数的选择是关键；而在中国、印度等人口密集的发展中地区，反事实阈值的选择则主导了不确定性。此外，RR函数类型的选择（如从早期的IER到近期的GEMM）对估算结果的影响远大于不同IAM模型所产生的影响，GEMM函数通常会导致更高的死亡率估计。

经济协同效益

在经济损害评估方面，NZ路径同样表现出优势，在几乎所有区域（除特定情况下2050年的拉丁美洲）都带来了更大的经济协同效益。到2030年，中国通过采取NZ路径可避免9220亿美元（2020年美元价值，范围8490亿至10770亿）的经济损失。在各种经济评估方法中，基于死亡人数的VSL方法对RR函数和收入弹性假设非常敏感，而HCL方法和Dong等的方法则相对稳健，因为它们在一定程度上隐含了减缓政策的经济成本。值得注意的是，经济损害估算的最大不确定性来源是IAM模型本身，这反映了不同模型在技术组合、空气污染政策假设和GDP计算方面的差异。分析还表明，NZ路径增加了获得高额经济协同效益的可能性，即其经济收益的分布具有更“厚重”的右尾。

本研究深入探讨了IPCC最新一代气候减缓路径对户外空气污染的健康和宏观经济影响。它扩展了已有研究，通过纳入广泛的评估不确定性，证明了避免温度超调的NZ路径在改善公共健康（降低过早死亡风险和概率）和带来经济效益（减少污染损失并增加高收益可能性）方面的优势具有稳健性。研究明确指出，气候政策的设计（NZ vs. EoC）对最终结果有显著影响，将空气污染损害纳入考量可能会改变气候政策的成本效益评估。中国和印度作为主要排放国和空气污染健康负担最重的地区之一，从非超调政策中获益最大，这凸显了在公平原则下（如利用《巴黎协定》第六条提供的资金和技术支持）推动这些地区深度脱碳的双重效益——既应对气候变化，又改善本地空气质量与健康。

尽管存在一些局限性（如未包含所有疾病终点、未使用最新的MR-BRT风险函数、对基线死亡率更新的考虑等），但这项研究为科学界和政策制定者提供了及时且宝贵的见解。它强调了在气候政策设计中整合健康和经济协同效益评估的重要性，呼吁未来研究进一步细化方法，并考虑同时评估气候和空气污染的损害，以进行更全面的综合评估。最终，这项研究有力地表明，积极的气候行动不仅关乎地球的未来，也直接关乎我们每一个人的健康和福祉。