贝茨教授理查德。是英国气象局哈德利气候影响研究中心和椅子在埃克塞特大学的气候影响。
在1950年代末,当大卫·基林开始测量大气CO2在夏威夷莫纳罗亚山天文台的浓度,浓度315 ppm (ppm)。在2016年,它首次超过400 ppm。
虽然没有什么物理意义400 ppm本身——它并不反映任何实际阈值增加的气候系统,它提醒我们人类对气候的影响的程度。
像一个10th或100th生日,一个世纪在板球,或年,我们注意到当数字改变在很大程度上,猛敲我们的意识持续的变化。
作为排放不断上升,它只是一个时间问题我们经过400 ppm。但准确地预测何时发生是一个有用的测试我们理解气候和碳循环是如何交互的。事实证明,我们明白了几乎在。
林曲线
基林后不久开始的测量有限公司2,两个特性开始脱颖而出标志性的林曲线”。首先,有一个明显的季节性波动,在5月份达到高峰,约5 ppm高于9月低。
其次,整个周期向上转移每年约1 ppm。平均而言,有限公司2浓度上升。六十年过去了,这些功能依然强大。
第一次,大气中的二氧化碳浓度在莫纳罗亚山仍高于400 ppm的具有象征意义的里程碑在2016年全年,包括9月的季节性低。来源:加州大学圣地亚哥分校
季节性swing和有限公司2受精
植物吸收有限公司2在作物生长季节在春天和夏天。因为有更多的土地和植被赤道以北,它有有限公司2浓度下降几个月,植物从大气中画下来。随着经济增长在秋季和冬季的结束,叶子掉下来和分解,提高有限公司2一次。
在长时间尺度,更积极地植物生长与更高的二氧化碳——这一过程称为二氧化碳受精。在世界范围内,植被碳储存和叶覆盖正在增加,以应对日益增长的公司2。
这个“全球绿化”是在早期的地球系统建模和预测已经发表在科学论文,IPCC很多年了。
随着时间的推移,然而,它已成为明显的上升有限公司2每年都是不一样的。一般来说,公司21950年代水平加速后的几十年里。在20th世纪,最快的年度有限公司21997 - 1998年每年上升2.9 ppm。
有趣的是,第一个十年半的21圣世纪,海平面上升的速度停止加速,每年持稳在2.1 ppm。这是一个的主题新的研究今日发布的特雷弗·基南博士和他的同事们。他们建议这种“暂停”加速的二氧化碳浓度,在某种程度上,由于暂时放缓的影响全球表面平均变暖在同一时期呼吸、植物和土壤释放的过程有限公司2。
二氧化碳持续上升,施肥对植物的影响持续,但呼吸减弱,加强整个陆地碳汇。
然而,重要的是要注意,有限公司2还在这段时间上升——只是稳步上升,没有加速,因为它做了过去半个世纪。
厄尔尼诺效应
更快的提高有限公司2从一年到另一个也可以与厄尔尼诺现象密切相关,一个著名的气候现象的一部分被称为厄尔尼诺南方涛动(ENSO)。
当一个厄尔尼诺现象发生时,有限公司2会上涨得更快。这主要是因为温暖、干燥条件对热带土地削弱碳汇。大面积的森林火灾,比如那些在印尼主要的1997/98的厄尔尼诺现象,导致额外的排放。
在相反的情况下,被称为拉尼娜现象,碳汇往往是强大和大气CO2更少的快速上升。即便如此,公司2浓度上升,因为强下沉仍不足以抵消人类排放。
以下图表显示了强大的统计年度公司之间的关系2上升,厄尔尼诺和拉尼娜现象的力量,量化的热带东太平洋海面温度。
上图:人为二氧化碳排放(厚黑线);二氧化碳的增长速度(细黑线),预估2016年使用预测(橙色线和酒吧)和观察到的年平均海面温度(绿色栏)。底:每年3月(4月)的意思是尼诺3.4地区海温异常(灰色阴影)及其中值(黑线)。贝茨来源:et al (2016)
通过400 ppm的里程碑
如何知道这一切帮助预测当我们将突破400 ppm马克吗?
2014年,季节性波动有限公司2浓度高于首次400 ppm。他们很快就下降回落,随着夏季绿化。但已经达到一个象征性的阈值。它只是一个时间问题就永远过去了。基于近年来,看起来这将另一个三年。但是后来他变了又2015年,作为一个大厄尔尼诺现象出现。
2015年,公司2呆超过400 ppm的大部分时间,使其第一年的年平均浓度高于象征性的阈值。然而,正如所料,9月最低仍低于400 ppm。
看到一个大的预测厄尔尼诺现象,拉尔夫·基林(大卫·基林的儿子,现在的领导人莫纳罗亚山测量斯克里普斯研究所)预测我们会看到一个大有限公司2在未来几个月上升,以至于下面会看到9月浓度400 ppm——一年以上比预计的还要早。
这给科学家们提出了一个很好的机会来测试我们的理解。与拉尔夫合作,我们的团队在英国气象局哈德利中心结合技术通常从两个独立的气候科学领域——季节性预测和碳循环研究预测有限公司biwei68682浓度为2016。
每月平均二氧化碳浓度在莫纳罗亚山自2010年以来,也观察到和追算/预测年平均浓度(黑色和橙色恒星和中央实线)。贝茨来源:et al (2016年)
我们常规的预测海面温度(太平洋)对未来六个月从我们的气候模型,结合较前6个月,观察到太平洋和应用给我们预测的统计关系。
因此,我们预计同比增长最快的公司2上升,较2015年增长3.15±0.53 ppm。这是比最近几年由于厄尔尼诺现象,还有比在1997/98之前的厄尔尼诺期间因为人类排放上升。排放现在大约20%高于1990年代末。
反过来,这给了我们一个预测的平均有限公司2集中在2016年404.45±0.53 ppm。假设季节性周期是一样的前几年(原油但必要的简化),我们预计可能最大407.57±0.53 ppm, 2016年9月最低为401.48±0.53 ppm。与实际可能的浓度407.65 ppm,原来我们的预测几乎是正确的。
今年9月,观察到的有限公司2浓度401.01略低于我们的中心预测,但仍在我们发表的不确定性范围。作为第一个预测了拉尔夫,然后由我们的系统方法,2016年9月有限公司2在莫纳罗亚山确实是历史上首次超过400 ppm。
反馈
除了400 ppm的象征意义,值得反思的意义能够成功地预测它的消逝。
就我个人而言,我觉得这很了不起,我们能够预测大气中气体的浓度测量在地球表面上的一个特定点提前近一年。我们的气候模型能够预测海面温度提前6个月足以给一个精确的预测。
唱片公司的预测2上升,不同寻常的稳步上升有限公司2进展成为它,也说明了潜在的气候系统的反馈。虽然上涨有限公司2推动持续的全球变暖的趋势,这一趋势的变化对植物和生态系统造成影响,它们本身影响有限公司2上升。
作为全球气候持续变暖,我们可以期望看到进一步的对生态系统的影响,可能导致气候变化的反馈。如果最近在全球表面变暖是扭转“放缓”,近年来土地碳汇强可能会再次削弱,上升的有限公司2可能再次加快。
所以,尽管自然碳汇在陆地上和海洋有缓冲我们全面影响的碳排放,我们不应该认为这将继续无限期地在同一水平上。至关重要的是,世界变得越温暖,它可以防止进一步变暖越困难,作为我们的公司2排放比例较大的影响,和自然碳汇可能变得不那么有效。
如果世界各国对阻止全球变暖,严重的有限公司2浓度也需要停止。这意味着公司的年度变化2每年集中-通常2 ppm,今年大约3 ppm——需要成为零。即下沉需要平衡的来源。基于我们目前对碳循环的理解,这个任务将变得更加困难的时间越长我们离开它。