媒体报道经常声称世界上正面临“承诺变暖”在未来由于过去的排放,这意味着更高的温度”锁在”、“在管道”或“不可避免的”,无论选择今天的社会需要。
最好的现有证据表明,恰恰相反,气候变暖可能会或多或少地停止一旦二氧化碳(CO2)排放达到零,这意味着人类有权选择自己未来的气候。
当科学家们最近指出了这一点,它据报道作为一个新的科学发现。但是,科学界已经认识到零二氧化碳排放可能隐含平未来温度至少从2008年开始。政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2018年的特别报道在1.5 c还包括一个特定的关注与零排放场景类似的结果。
在承诺变暖的混淆源于混合两个不同的概念:一个世界,大气中二氧化碳水平保持在当前水平;和世界上排放浓度达到零,开始下降。
即使在一个零二氧化碳排放的世界,然而,仍有很大的不确定性与所发生的客座率温室气体排放(温室气体),如甲烷和一氧化二氮的排放硫酸盐气溶胶酷地球和长期反馈过程和气候系统的自然变化。
此外,气温预计将保持稳定,而不是下降了几个世纪后排放达到零,这意味着气候变化已经发生将很难扭转在缺乏大规模净负排放。
常数浓度和零排放
周围的混乱零排放的影响是可以理解的。即使是一个美国国家航空航天局气候常见问题解答- 2007年最后更新仍然说“即使我们今天停止排放温室气体,全球变暖将继续发生至少几个几十年,如果不是几个世纪”。(美国宇航局Gavin Schmidt博士告诉碳短暂的必威手机官网措辞,这并不能反映最近的研究和作品的更新)。
混乱的一个常见原因是混合了两种截然不同的场景:一个世界,二氧化碳浓度保持在现在的水平;和世界上所有排放立即削减为零(或零,这将产生同样的效果;最终重要的是二氧化碳的源和汇的平衡,虽然沉在多大程度上是自然的或人为的可以是一个棘手的问题吗)。
直到2000年代中期,很多气候模型无法测试达到零排放的影响。这是因为他们不包括造型的生物地球化学循环等碳循环——不能有效排放的二氧化碳转化为大气中的二氧化碳浓度。
因此,气候模型倾向于运行场景的大气中二氧化碳的浓度,而不是排放,并经常检查如果大气二氧化碳水平仍然固定在当前水平。
这些“常数浓度”场景表明,有额外的海洋变暖“管道”慢慢热身达到相同的温度带来的大气和地球辐射平衡。也就是说,地球从太阳吸收的能量等于再辐射回太空。必威体育在线注册
模型倾向于建议0.4摄氏度来0.5摄氏度的额外的变暖将会发生在接下来的几个世纪,如果浓度保持在同一水平。
然而,恒定浓度的世界并不是一个零排放。保持浓度恒定要求一些持续排放抵消二氧化碳吸收的陆地和海洋。这相当于目前全球排放量的30%左右,尽管数量需要随着时间的推移将会下降。
如果减少到零排放,另一方面,大气二氧化碳浓度会迅速下降,最终稳定在一个较低的水平。
下图,改编自2010年的一篇论文自然地球科学biwei6868通过马修斯教授H达蒙和安德鲁•韦弗教授2200,比较预测温度变化情况与常数(红线)和零排放浓度(蓝色)。
马修斯和韦弗发现,在恒定浓度的情况下,世界将继续温暖约0.3摄氏度到2200年——在世纪与一些额外的变暖深海继续慢慢地温暖。
鉴于世界已经上升了1.3摄氏度左右,这意味着1.5摄氏度限制将被打破,如果目前的二氧化碳浓度保持稳定是由于一些持续排放。
相比之下,他们建议温度稳定在零排放的世界里,剩下的大约在排放时停止。
海洋变暖,大气中的二氧化碳
发现温度稳定后排放达到零结果从两个不同的因素在相反的方向。
地球是目前的热平衡,意味着更多的能量来自太阳被困在大气中温室气体比逃回空间。必威体育在线注册超过90%的额外热量进入海洋变暖。然而,随着海洋继续温暖,他们会占用更少的热量从大气中,全球平均地表温度将进一步上升。
同时,陆地和海洋吸收大约一半的人类每年排放的二氧化碳。如果排放趋于零,这些“碳汇”继续采取一些额外的过去——迅速排放的二氧化碳,然后慢慢地随着时间的推移他们走向新的平衡。这减少了大气中二氧化碳的水平,因此,它所能导致的气候变暖。
偶然的机会,这两个因素相互抵消。额外的表面从海洋变暖继续加热冷却从下跌的大气中的二氧化碳是平衡的。
这两个因素也将有类似的模式随着时间的推移,更大后的头几年,零排放,随着时间的推移逐渐。
很长时间来看——在数百数千年碳汇将成为主导全球气温会下降,只要人为二氧化碳排放保持在零。的一生的二氧化碳大气是由下沉的速度吸收二氧化碳;尽管大约一半的排放量相对迅速地吸收,一部分我们的二氧化碳排放,大气中积累仍将在成千上万年。
最新公布的结果在过去一年的报价更有力的证据温度的零二氧化碳排放的影响。这些结果来自一组现代气候模型,包括碳循环动力学地球系统模型(esm)。
的零排放模型相互比较项目的承诺(ZECMIP)用18种不同的esm模拟会发生什么在这个世界上,全球排放突然停止在世界排放总量3667吨的二氧化碳(或1000吨的碳)——这将导致全球变暖2摄氏度左右的相对于工业化前的水平。它还检查情况逐渐减少到零排放,发现类似的结果达到零后突然中断。
(ZECMIP类似于模型相互比较项目主持下进行的CMIP6,新一代的气候模型开发的第六IPCC的评估报告,将发表在2021 - 22所示。设计太迟是一个正式的CMIP6群的一部分,然而)。
下图显示了这个实验的结果50年后停止排放。前面板显示能量通量的变化——在地球表面的能量积累,从不同的来源。必威体育在线注册底部面板显示了平均表面温度变化后50年的零排放。
红酒吧代表海洋变暖从减少热量摄入的海洋变暖,而蓝色和黄色禁止代表冷却CO2吸收的海洋和陆地,分别。注意,最终迫使在顶部面板不一定总是匹配预测温度的影响,随着自然变化和其他因素也会影响esm的表面温度变化。
预计未来50年温度变化从0.3摄氏度达到零排放变化后冷却到0.3摄氏度的变暖,平均约0.03摄氏度的冷却的所有参与ZECMIP实验模型。十的模型显示预期的表面温度变化接近于零,而三个模型显示显著的冷却和两个显示明显的变暖。
零排放的不同的含义
虽然大部分的减缓措施的焦点是二氧化碳,人类的其他温室气体和气溶胶的排放对全球表面温度也有很大影响。而全球气温将稳定二氧化碳排放量降至零后,情况就不是这样了温室气体和气溶胶排放为零。
政府间气候变化专门委员会的特别报告在1.5摄氏度(SR15)使用一个简化的ESM评估可能的表面温度在不同的进化可能的零排放的定义。这些不同的场景的结果如下图所示。
看着上面的案例研究报告——零二氧化碳排放——蓝线所示。但它也看着零二氧化碳和气溶胶排放(红色),零温室气体(黄色)和零温室气体和气溶胶(紫色)。
人类排放的气溶胶——硫和氮的微小粒子悬浮在大气中,入射的太阳光反射到太空,地球上有强烈的冷却效果,虽然有大的不确定性正是这种影响有多大。气溶胶也大气中存在时间相对较短,如果停止排放,大气中的气溶胶目前会迅速回落。
结果,世界将会在气温升高0.4摄氏度,如果二氧化碳和气溶胶排放趋于零,而二氧化碳零排放。在这个场景中(红色线),世界可能会超过1.5摄氏度的目标,到2100年达到1.75摄氏度左右。
其他温室气体是全球变暖的司机也很重要。人为排放的甲烷,特别是占约四分之一的历史气候变暖,世界经历了。
与二氧化碳,甲烷在大气中存在时间短,这样今天公布的排放将主要从大气中12年后消失。这是世界的主要原因将在2100年酷特别是如果所有温室气体排放降至零。这将导致大约0.5摄氏度的冷却相比,一个场景,只有二氧化碳下降为零。
最后,如果所有人类排放的气候变化影响降至零——包括温室气体和气溶胶——然后IPCC结果显示会有一个短期的20年在变暖,后跟一个长期下降。这反映了反对全球变暖的影响随着大气气溶胶退出与冷却从甲烷水平下降。
最终,冷却从停止的客座率温室气体排放超过抵消了从停止变暖气溶胶排放,导致冷却到2100年的0.2摄氏度左右。
当然,这些都是简单的最佳估计。正如前面所讨论的,即使在zero-CO2单独模型项目冷却0.3摄氏度到0.3摄氏度的气候变暖(尽管这是一个世界,全球变暖2摄氏度后达到零排放;直接零排放在今天的1.3摄氏度全球变暖可能会有一个略小的不确定性范围)。气溶胶中巨大的不确定性影响意味着削减所有温室气体和气溶胶零0.25摄氏度之间任何可能导致额外的冷却或变暖。
结合所有这些不确定性的最佳估计表明,零二氧化碳的影响约为0 c + / - 0.3摄氏度的世纪后排放趋于零,而零温室气体和气溶胶的影响将会在-0.2摄氏度+ / - 0.5摄氏度。
还有一个潜在的自然变化扮演一个角色在未来的气候变暖,即使在一个零排放的未来。一个最近的一篇论文通过陈教授周和他的同事们认为,自然循环在东太平洋掩盖了本来会发生一些变暖从历史排放。
周和他的同事建议在0.2 - -0.5之间c的额外变暖可能发生,即使在一个零排放的世界,一旦历史低温模式在海洋的这部分逆转——尽管只有一部分这种变暖可能发生在2100年。
其他一些研究人员一直在持怀疑态度这些结论的,这表明目前还不清楚如果或当这些历史模式在太平洋可能转变。
研究这段则在看今天零排放情景的影响或在未来几十年。然而,如果零排放发生在本世纪晚些时候,有锁定更多的潜力以反馈流程——如永久冻土融化比在当前全球气温的水平。
一个变暖的世界通过3 c或4 c高于工业化前的水平,可能锁定承诺未来气候变暖比当今世界,还需要更多的研究来探讨这些影响。
最后,尽管当前的最佳估计表明,气温将稳定在一个零排放的世界里,这并不意味着所有的气候影响不再恶化。
融化的冰川和冰原和海平面上升所有发生缓慢,落后于表面温度变暖。零排放的世界仍将导致海平面上升,许多世纪以来,一些人估计建议至少80厘米的额外的海平面上升是“锁定”。
停止这些影响可能最终需要降低全球气温净负电,全球温室气体排放,而不只是阻止气温上升达到零。
更新:本文更新30/04/2021澄清ZECMIP实验的细节。