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A7Pkyg山谷祖母或萨尔尼亚树鸟瞰图在南非Mpumalanga南非的商业林业种植园中。资料来源:AfriPics.com / Alamy Stock Photo
玉树祖母或萨尔尼亚树鸟瞰图在一个商业林业种植园的南非普美兰南非。资料来源:AfriPics.com / Alamy Stock Photo 资料来源:AfriPics.com / Alamy Stock Photo
地球工程
2018年1月22日16:02

研究表演,地理工程为自然界带来了“大风险”

Daisy Dunne.

Daisy Dunne.

01.22.18
Daisy Dunne.

Daisy Dunne.

22.01.2018 |下午4:02
地球工程 研究表演,地理工程为自然界带来了“大风险”

通过使用碳捕获和储存的生物能量来减少人类引起的气候变化的影响 - 更好地称为必威体育在线注册BECCS- 一项新的研究表明,可能对野生动物,森林和水资源产生重大影响。

第一作者告诉碳简报,将现有土地大规模转换为BECCS种植园可能导致全球森林覆盖减少多达10%,生物多样性“完整”减少多达7%。必威手机官网

并引入太阳能地理工程第二项研究表明,也可以威胁野生动物。新的研究发现,实施 - 然后不维持 - 这种技术可能导致全球气温快速反弹,留下许多物种无法应对条件的急剧变化。

这两项研究重申,需要充分考虑实施的可能后果地理工程这两项研究的作者告诉碳简报。必威手机官网

一位作者总结说,这些发现也强调了“解决全球变暖的方法是减缓”。另一位作者说:“为了实现气候目标,现在必须立即减少二氧化碳排放,而不是使用有害的技术来弥补更悠闲的步伐。”

与beccs讨价还价

第一项研究,发表《自然气候变化》评估了使用BECCS如何影响自然界的不同方面,包括森林覆盖、生物多样性和淡水资源。

BECCS已经被许多人贴上了有前途的标签。负排放技术“,意味着它可用于减少大气中的二氧化碳量。简而言之,Beccs涉及燃烧生物质 - 例如树木和庄稼 - 以产生能量,然后在它们释放到空气中之前捕获所得到的二氧化碳排放。必威体育在线注册

虽然尚未在商业基础上展示,但大规模的BECCS已经被许多模型的科学家列入了“通路这表明全球变暖可以限制在比工业化前水平高出2摄氏度的范围内。

一些科学家希望BECCS可以用来吸收人类活动释放的一些二氧化碳,从而帮助世界实现“净零”排放。

这项新研究探讨了能否在不对自然界的许多方面造成太大损害的情况下实现这一目标。

第一作者解释说,BECCS会占用大量的土地、水和其他资源,从而给自然界带来问题维拉·赫克博士,来自波茨坦气候影响研究所(Pik.)。

她的研究发现,在广泛的规模上使用BECC可以为自然世界带来“大风险”。她讲碳简短:必威手机官网

“使用大规模生物量种植园从大气中提取二氧化碳可能有助于保护气候,但可能导致违反许多其他环境限制,这意味着生物多样性、养分和水循环以及土地利用面临巨大风险。因此,生物质能作为一种去除二氧化碳的手段,只能对可持续的气候减缓途径作出有限的贡献。”

推到极限

对于研究来说,研究人员估计了BECCS如何影响九个“行星的界限“。

行星界限的想法是确定人类可以开发和利用地球资源,同时安全地留在地球可以采取的范围内。在九个行星边界中有四个,包括气候变化,由于人类活动已经被违反了。

根据A的情况,您可以在下面的图形中看到九个边界,这也显示了每一个的状态2015科biwei6868学研究

信息图表显示行星边界

图片由Rosamund Pearce提供

为了理解BECCS可能如何影响地球边界,研究人员运行了一系列模型,考虑了未来的气候变化和未来农业土地使用模式的不同。

对于每一种情况,研究人员都计算出了在地球边界的“安全”区域内可以创建多少BECCS种植园。研究人员认为“安全”是指实施BECCS不会对地球边界造成额外损害。

他们发现,在安全范围内实施BECCS可以允许每年负碳排放高达6000万吨。赫克说,这相当于目前全球二氧化碳排放量的不到1%。

承担风险

研究人员还估计,如果BECC在“冒险”边界内实施,则可以捕获多少碳。该定义允许进一步损坏行星边界,同时仍然阻止进入“高风险”区域(见前图形)。

研究人员发现,这将导致约12亿至63亿吨碳的负排放,具体排放量取决于所使用的生物能源类型。必威体育在线注册

要达到最高的负排放量,就需要利用生物质能转化为氢并进行碳捕获和储存。但赫克说,促进生物质能转化为氢气所需的技术还远远不能实现。

然而,在危险范围内实施BECCS可能会对环境产生重大影响,她补充道:

“危险场景意味着触发负土地球系统反馈的大量风险,可能会破坏地球系统的稳定性和抵御力。”

在撞击中,在风险范围内引入BECC可能导致全球森林覆盖率下降10%,生物多样性“鸿沟”下降7%。这是因为需要将大量的土地转换为生物燃料种植园。

在此之上,所有新创建的BECCS种植园的额外需水需求可能超过全球农业所需的两倍,因此哈克斯增加。

新的研究证实了早期的发现,即BECCS可能“对陆地和淡水有重大的不利影响”,说Pete Smith教授,植物和土壤科学椅子biwei6868阿伯丁大学他没有参与这项研究。他告诉碳简报:必威手机官网

作者发现,依赖广泛的BECCS是有风险的,但有些地区的风险较低。这项研究是强有力的,有助于把目前的辩论从“BECCS总是坏的”或“BECCS总是好的”的两极分化的立场。我们需要更多诸如此类的综合评估,以支持有关负排放决策的证据基础。”

模拟太阳能地理工程

第二项研究,发表于自然生态与进化,探讨如何引入太阳能地理工程可能影响生物多样性。

太阳能地理工程或“太阳辐射管理”(SRM)描述了一系列方法 - 所有这些都仍然假设 - 用于人工减少地球表面的阳光,以抑制全球变暖。

这项新的研究集中在一种SRM的影响上,它涉及到向平流层注入气溶胶。一旦进入大气层,已经提出气溶胶可以在地球周围形成一层保护膜,能够反射阳光,从而使地球降温。

气溶胶在平流层中有一个有限的寿命,需要以规则的时间间隔释放,以便有效。如果突然停止气溶胶释放,全球气温会再次迅速上升。

该研究的作者说,这项新的研究发现,SRM的突然终止将使许多物种无法应对环境条件的快速变化教授Alan Robock罗格斯大学。他告诉碳简报:必威手机官网

“主要研究结果是,任何划分地理工程的任何实施都可以为许多物种结束灾难性。虽然如果完成了GeoEngineering,但突然结束它就不会有意义,仍然会发生这种情况,有可靠的情景。社会应该冒险吗?“

建模全球转变

要了解太阳能发电的快速终止可能会影响野生动物,研究人员使用模型在SRM从2020直到2070到2070到没有地理工程的情况和温室气体排放的中间水平的场景比较温度和降雨变化和降雨的变化。RCP4.5)。

术语表
RCP4.5:rcp(代表性浓度路径)是未来温室气体浓度和其他强迫的情景。RCP4.5是一个“稳定场景”,策略地放置到所以大气二氧化碳浓度水平......阅读更多

研究人员随后计算了每种情况下的“气候速度”,从而量化了气候变化的速度和方向。

结果显示在下图表上,该图表显示了(a)的温度速度变化,显示了SRM的引入,(b)SRM终止,(c)在1960年至2014年间的当前气候和(d)一个带有适度排放的未经挂号的世界。

在图表中,深红色表示温度升高的速度快速增加,而蓝色显示出快速降低的温度。

(a)下的温度速度变化包括引入太阳能地理工程,(b)终止太阳能Geoengineering,(c)1960年至2014年间的当前气候和(d)一个没有太阳能GeoEngineering的世界之间的气候(rcp4.5)。红色遮荫显示出越来越多的温度,而蓝色显示减少;阴影越深,变化率越快。来源:Trisos等。(2018)

结果显示,虽然太阳能地球工程的实施可能导致温度迅速下降,但突然终止可能导致温度反弹时温度迅速上升。

研究人员得出结论,SRM终止下的温度变化率可能比气候变化引起的2至4倍。该研究还发现类似 - 虽然没有变化 - 降雨量。

研究人员表示,这种环境条件的这种大变化可能会使许多物种无法适应并且在濒临灭绝的风险上。

他们补充说,那些不容易适应新环境的动物,比如热带雨林和小岛栖息地的物种,将是适应这些变化的能力最差的。

“虽然一些分类群[动物群体]的地面热点之间的气候速度差异很小,但两栖生物多样性热点具有突然终止的最高速度,这表明该群体的灭绝风险尤为严重。”

换句话说,在预计受突然SRM终止受影响最大影响的地区发现大量两栖动物。

新的研究为周围的太阳能地理工程风险的“更广泛的谈话”是一个重要贡献,说:本Kravitz博士,一个气候科学家来自太平洋西北国家实验室他没有参与这项新研究。他告诉碳简报:必威手机官网

“虽然有许多问题,但在我的知识中谈到生态系统时出现了许多问题,这项研究第一次定量看看在地理工程的不同情景下可能发生的生物多样性。重要的是,这项研究是使用多种气候模型进行的,这意味着我们已经估计了模型回复的强大。“

该研究突出了为发展地球工程制定理论框架的需求帕兹托,卡内基气候地理工程治理倡议执行董事(C2G2)。

“本文正是我们需要帮助我们更好地了解平面气溶胶喷射的风险和潜在好处[SAI]的那种研究。出于这个原因,解决SAI的初始治理框架的一部分必须涵盖研究,包括鼓励更多的研究导致阐明SAI的风险和潜在利益。“

找到“解决方案”

调查结果表明,通过使用太阳能工程的湿润全球变暖可能会带来“许多可能的风险”,罗克斯说。这表明,削减全球排放将是限制未来气候变化的最佳方式,他说:

“全球变暖的解决方案是缓解的。快速切换到风和太阳能,快速将我们的二氧化碳排放到大气中,这还不太。“

通过使用BECCS缓解气候变化也附带了“实质性”风险,赫克斯说:

“依赖BECCS作为达成巴黎协议的战略是有风险的。生物质种植园的显著负排放是以对整个全球环境造成巨大压力为代价的。

“为了实现气候目标,现在必须立即减少二氧化碳排放,而不是使用有害技术来弥补更悠闲的步伐。”

Heck,V.等人。(2018)基于生物质的负排放难以调和行星边界,自然气候变化,http://nature.com/articles/doi:10.1038/s41558-017-0064-y

Trisos,C.H.等人。(2018)太阳能地理工程实施和终止,自然生态与演化的生物多样性潜在危险后果,http://nature.com/articles/doi:10.1038/S41559-017-0431-0.

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