国际海事组织（IMO）于2020年实施新规，出于公共健康考虑，要求船舶使用低硫燃料。
这使航运业的二氧化硫（SO2）排放出现了令人欣慰的下降，但这也可能无意中使海洋表面温度略有上升。
这一转变可能不会改变长期走势，当前海洋温度创纪录高温还有其他多种因素。
国际海事组织（IMO）规则在改善公共健康方面取得了一定成效。全球二氧化硫（SO2）排放量（一种危害健康的空气污染物）因此下降了约10%。
但向低硫船用燃料的转变还产生了另一项影响。
船舶废气中所含的硫颗粒一直在抵消温室气体带来的部分增温效应。但降低船用燃料的含硫量削弱了这种遮蔽效应，实际上加剧了变暖。
一些研究人员提出，国际海事组织清洁空气规定导致二氧化硫减少，可能是近期全球海表温度骤升的原因。
碳简报（Carbon Brief）的分析显示，2020年旨在减少航运空气污染的规定可能产生的副作用，是到2050年使全球气温上升约0.05°C。这相当于约两年的额外排放量。
尽管这将加剧变暖，并使未来几十年更难避免超过1.5°C，但海洋热浪可能还受到其他多种因素影响。
这些因素包括一座海底火山的大规模喷发（位于南太平洋），以及异常缺失的撒哈拉沙尘和增强中的厄尔尼诺现象。
逐步减少
目前几乎所有二氧化硫排放都是化石燃料燃烧的副产品。
全球二氧化硫排放量从20世纪70年代的约600万吨（MtSO2）每年，增至21世纪00年代和10年代的每年超过10 MtSO2。
化石燃料产生的二氧化硫长期以来通过形成被称为PM2.5的颗粒物，造成严重的健康影响。
研究估计认为，船用燃料的高含硫量（远高于陆地允许水平）每年在沿海地区导致19,000至91,000例过早死亡。
科学家长期以来已将二氧化硫排放逐步削减的情景纳入气候模型，以反映世界逐步摆脱化石燃料的进程。
几乎所有排放情景在政府间气候变化专门委员会（IPCC）近期发布的第六次评估报告（AR6）中评估的情景均预计未来二氧化硫排放将下降。在化石燃料淘汰更快的情景中，二氧化硫下降速度也更快。
2020年，规定由国际海事组织出台，对船用燃料的含硫量实施严格限制。新规将适用于全球所有船舶的含硫量上限从3.5%降至0.5%。
此前，2010年至2015年间实施过一项范围更有限的限制，仅适用于在北美沿海和北海附近航行的船舶。
船用燃料中硫含量的迅速削减，可能使全球二氧化硫排放每年减少约8.5MtSO2，降至每年约2.5 MtSO2。这意味着2020年后全球二氧化硫排放出现约10%的急剧下降。
在本分析中，碳简报基于低硫燃料规定的预计影响估算2020年后的二氧化硫排放，原因是全球气溶胶数据集（CEDS）仅更新至2019年。
规定的执行情况可能并不普遍，低硫燃料的采用速度可能比本分析假设的要慢。
不过，淘汰后开展的研究显示，大幅
减少了可测量的船迹。这些船迹是由于二氧化硫对云层形成的影响而产生的。作者将此归因于2020年以来更严格的船舶排放规定。
潜在原因
二氧化硫对气候具有强烈的冷却作用，既通过直接反射入射阳光，也通过充当云凝结核。这会增加反射性云层的形成。
鉴于二氧化硫的强烈冷却影响，二氧化硫排放减少10%将导致额外的全球变暖。
近几周来，全球范围内对创纪录海表温度（SST）的关注空前高涨，有人认为船用燃料中硫的淘汰可能是此次变暖的主要驱动因素。
下图显示了美国国家海洋和大气管理局（NOAA）最优插值海表温度（OISST）数据集中自1981年以来每年的全球海表温度数据。当前年份2023年以黑色实线表示。
当前海表温度比去年2022年创下的同期历史记录高出约0.2°C。
二氧化硫排放减少10%会导致多少额外变暖，是一个难以回答的问题。
这是因为不同模型在以下两方面的估计差异很大：辐射强迫来自二氧化硫（及其他气溶胶）的辐射强迫，以及敏感气候对强迫变化的敏感程度。
辐射强迫是衡量温室气体、气溶胶及其他可影响气候、导致额外热量滞留的因素综合效应的指标。
气候影响
总体而言，在排放较少的地区，二氧化硫排放的气候影响更大。这是因为硫颗粒对云层形成的影响在达到某一点后趋于饱和，因此额外排放的影响较小。
下图显示了2020年国际海事组织规定实施前船用燃料二氧化硫排放的位置（左），以及天然二甲基硫醚（DMS）的排放格局，该物质主要由藻类排放（右）。
预计在船用燃料产生的高二氧化硫排放与较低DMS排放重叠的地区，增温影响最大。两个航运路线高度集中的区域（北大西洋和北太平洋）的DMS水平也很高。
为估算限制船用燃料含硫量的规定可能产生的气候影响，碳简报计算了将全球二氧化硫排放每年减少8.5MtSO2，相较于不减少这些排放的同一气候情景所产生的影响。
下图显示了截至2015年的历史二氧化硫排放量，以及在SSP2-4.5情景下至2050年的预计二氧化硫排放量，即中间路线情景，大体符合世界在现行政策下所遵循的排放路径（浅灰色）。
同一情景下减少二氧化硫排放的结果并列显示（黄色）。黑色方块代表2019年和2022年的两个二氧化硫排放观测数据点，来源为Forster等（2023）。
值得注意的是，上图中黑色方块所示的二氧化硫观测估计并未明确模拟国际海事组织规定的影响，但包含了一些可能与规定效应重叠的观测数据。这可能反映在2022年的观测估计与上方经含硫量调整的SSP2-4.5情景之间的差异中。
从较长时间跨度来看，二氧化硫减排还存在重复计算的风险。即使没有2020年的规定，随着航运业及更广泛的世界脱碳，航运产生的二氧化硫也可能有所减少。
在这种情况下，上图中的两种情景会随时间推移逐渐趋向上方（灰色）情景。
强迫的变化
本分析使用一个简单的气候模型（有限振幅脉冲响应（FaIR）模型），比较了SSP2-4.5情景两个版本之间辐射强迫的变化：一个是2020年后二氧化硫排放每年减少8.5MtSO2的情景，另一个是没有减少的情景。
比较结果表明，2020年要求使用低硫船用燃料的规定所带来的二氧化硫减排，使地球表面的辐射强迫增加了每平方米0.079瓦。
这一估计与已发表的其他多项评估船用低硫燃料可能气候影响的研究基本吻合，但处于较低端。
下图将碳简报的估计（左侧）与过去二十年间发表的八项不同研究进行了比较。
海洋上的强迫增加可能大于FaIR的预测，因为这些区域的气溶胶浓度较低，因此每单位排放对云层形成的硫效应更大。不过，如前所述，海洋中来自天然二甲基硫醚排放的本底硫含量高于陆地地区。
增温加速
计算低硫船用燃料规定的气候影响的下一步，是将辐射强迫的变化转化为升温幅度。
本分析使用一个版本的FaIR模型，用以模拟耦合模式比较计划（CMIP6）中最新一代66个模式的集合。
下图显示了由此产生的升温情况，包括均值（蓝线）和第5至95百分位数（蓝色阴影）。中心估计为30年后升温约0.045°C。
一项分析（2009年）估计，海洋二氧化硫（SO2）排放量下降90%将导致约0.05°C的额外升温，且前15年内气候响应迅速。这与Carbon Brief的核心估算相近，即30年后约0.045°C的升温。
二氧化硫排放减少对气候的影响并非即时显现，因为地球系统需要一定时间才能对强迫变化作出响应。约一半的响应发生在最初四年内，其余部分则发生得更为缓慢。
就海上二氧化硫排放而言，由于陆地温度的平衡速度快于海洋，其响应可能比FaIR模型模拟的还要更慢。
下图展示了Carbon Brief对两种情景下2050年整体升温的估算：一种是实施国际海事组织（IMO）对船用燃料含硫量限制的情景（蓝色），另一种是不实施任何规定的情景（橙色）。
SSP2-4.5情景与当前政策下所预期的情况相当，且仅假定未来二氧化硫排放会有适度减少（相比之下，深度减排情景假定的减排幅度要大得多）。
Carbon Brief的分析表明，国际海事组织船用燃料法规带来的额外升温，大致相当于按当前速度持续两年的人类活动温室气体排放所造成的升温。虽然这并不会从根本上改变到2050年世界的升温走向，但确实会使得将升温限制在1.5°C的目标在未来几十年内更难实现。
然而，二氧化硫排放下降所引起的辐射强迫变化仍存在很大不确定性，尤其是在海洋上空。下图展示了文献中多种强迫估算值对应的2030年和2050年预计升温情况。
若采用辐射强迫估算范围的高值，到2030年可能额外升温最多0.18°C，到2050年额外升温最多0.25°C；不过，大多数研究得出的强迫估算值低于此水平。
促成因素
鉴于气候对转向低硫船用燃料的响应存在滞后性，可以预期，到2023年时，2020年法规所带来的升温中已显现的部分将不到一半，全球范围内可能仅为百分之几度。
这不太可能足以解释近几周全球海表温度的骤升，该温度比同期的既往记录高出约0.2°C。
相反，还有若干其他因素可能促成了当前创纪录的海洋高温。这些因素包括年初一次中等强度拉尼娜事件的结束，以及正在发展的厄尔尼诺，这一转变往往会导致全球气温升高。
平流层水汽来自2022年的汤加-哈阿帕伊火山喷发，以及热带北大西洋上空异常缺少来自撒哈拉沙漠的沙尘，这些因素可能也在助推此次海洋热浪。
总之，气候变化的主要驱动因素仍是化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放。由清洁空气法规推动的船用燃料低硫化转型，可能会在近期加剧我们所经历的升温，但不会改变我们长期的升温轨迹——约2.6°C的升温（至本世纪末）。
