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Schwarze泵的二氧化碳捕获和储存设施
EPA / BERND SETTNIK
地理工程
2015年8月4日16:30

新型研究表演,Geoengineering是“无替代”,新的研究表演

罗伯特麦克韦尼

罗伯特麦克韦尼

04.08.2015 |意见调查表
地球工程 新型研究表演,Geoengineering是“无替代”,新的研究表演

根据一项新的研究,通过直接从大气中除去二氧化碳来限制气候变化的尝试不会阻止对海洋的不可逆转损坏。

而另一项研究发现,让云层变亮以反射更多的太阳辐射可能有助于提高中国和非洲部分地区的作物产量。

在接受Carbon Br必威手机官网ief采访时,这两项研究的作者都强调了现在就减少碳排放的重要性,而不是试图在以后控制气候。

地球工程

地球工程是刻意的大规模干预进入地球的气候系统,试图限制人类导致的气候变化,它可以分为两种主要方法

从大气中去除二氧化碳,通常被描述为二氧化碳去除(CDR),是一种方法。另一种方法是在太阳光被温室气体捕获之前将其反射出去,即通常所说的太阳辐射管理(SRM)。

这两项新研究探讨了每种方法的影响,结果明确混合。

海洋酸化

我们从海洋开始。大约四分之一的人类活动排放的二氧化碳被世界海洋吸收。在那里,它与水反应形成碳酸,降低pH水平并使海洋较低的碱性。

这个过程被称为海洋酸化它可能会对海洋生物产生严重影响Sabine Mathesius亥姆霍兹海洋研究中心在德国的基尔。她向碳简短解释:必威手机官网

“导致海洋酸度的增加扰动了重要的生物过程,如碳酸钙壳的堆积。如果海洋酸化在当前速率下,食物链底部以及珊瑚底部的许多物种都可能面临灭绝。结果,依赖于它们的物种,包括鱼和最终人类,也会受到影响。“

Mathesius是一项研究的主要作者,发表在自然气候变化研究CDR是否有助于防止海洋酸化。她的研究结果表明,继续排放二氧化碳,希望以后能够将其从大气中清除出去,可能会使我们的海洋发生在人类时间尺度上不可逆转的变化。

二氧化碳去除

该研究重点关注两种情况,或代表浓度通路如何应对不断增加的碳排放。

RCP8.5是政府间议会在气候变化(IPCC)中使用的排放情景中最高的最高信息,并将本文描述为“常规”。尽管RCP2.6是政府间气候变化专门委员会(IPCC)设定的最低情景,即限制排放,使全球平均气温较工业化前水平上升不超过2摄氏度。

研究人员模拟将三个不同级别的CDR应用于RCP8.5高排放场景:无(“CDR0”),每年50亿吨(“CDR5”)和每年250亿吨(“CDR25”)。

论文指出,CDR25是“可能不可行”,因为它是超出目前存在的技术的潜力。Mathesius说,即使是CDR5也需要“巨大努力”,但在技术上是可能的。50亿吨碳相当于183亿吨的二氧化碳 - 目前全球年度排放的一半。

下图显示了如果这些场景在未来几个世纪以来播放这些情况,则显示出完全大气二氧化碳浓度的情况。只使用CDR25(橙色和虚线蓝线),二氧化碳水平才能返回靠近RCP2.6低排放场景(绿色虚线)的任何东西,但至少有两个世纪。

Mathesius Et Al 2015

在没有CDR的RCP8.5下(黑线),CDR5从2250(红色),CDR25从2250(橙色),CDR5从2050(紫色虚线),CDR25从2150(蓝色虚线)的全球大气二氧化碳浓度预测到2700年。RCP2.6显示为绿色虚线。

不可逆转的变化

下面的图表显示了碳排放和CDR对海洋酸化的影响。海洋的pH值在所有情况下都下降,但在RCP2.6情况和“不可行的”CDR25选项中恢复得最快。

Mathesius Et Al 2015

整个海洋(左表)和表层海洋(右表)的全球平均pH值变化。与前面的图表相匹配。资料来源:Mathesius等人(2015年

酸化在表面水域中首先发生,然后随着时间的推移向其余的海洋传播,解释Mathesius:

“变化最快的是表面,那里的海洋直接暴露在二氧化碳浓度上升和大气温度上升的环境中。在几十年到几个世纪的时间里,这些改变了的水团被大规模的海洋环流输送到深海。”

Mathesius说,当大气中的二氧化碳水平下降时,海洋最终会将这些气体释放回大气中。但海洋巨大的传送带意味着海洋也需要更长的时间来恢复,她说:

“一旦进入深海,酸化的水就不再与大气接触。即使我们能够重新建立大气中二氧化碳的浓度,深海仍将在许多世纪内保持酸化状态。”

她补充说,这对早已灭绝的海洋物种来说太迟了。

因此,虽然CDR可能有助于减少净碳排放,但它应该与雄心勃勃的气候政策结合,总结:

“我们的研究表明,CDR有能力在一定程度上减少大气中的二氧化碳及其对海洋的影响,但远远不足以抵消照常排放的影响。”

海洋云亮化

第二项研究发表在环境研究字母,考虑如何在海洋上进行SRM,可以提高作物,并减少中国东北部和西非的收获失败。

海洋云增亮(MCB)是一种潜在的“播种”云层的方法,以减少热带地区入射的太阳辐射,该研究的主要作者本·帕克斯(Ben Parkes)博士说气候影响集团利兹大学,现在在皮埃尔大学和玛丽居里在巴黎。他向碳简短解释道。必威手机官网

“通过增加云层中的云液滴数,它们变得更亮,反射更多的进入太阳辐射。”

帕克斯和他的同事模拟了一种“非常温和的”气候变化,在这种气候变化中,碳排放量每年上升1%,直到大气浓度达到工业化前水平的两倍(560ppm)。然后他们加入了一个模拟实验,在这个实验中,世界上3.3%的海洋上空的云层都变亮了——主要是在太平洋和南大西洋上空。

使用作物模型,他们比较了中国的春小麦和西非的地生在这些情景下会在这些情景下在440ppm持有大气二氧化碳的情况下在这些情况下增长。

结果表明,在气候变化场景下,作物产量较高,仍然更大,MCB实施。帕克斯表示,由于较低的温度,降雨量增加,降雨量增加,降雨量增加和促进造成的促进成分,因此增加。

这项研究发现了对作物歉收数量的混合影响。在气候变化下,西非花生作物歉收的数量低于对照情景,MCB进一步降低了这一数量。中国春小麦在气候变化下的歉收高于对照,尽管MCB情景缓和了这一增加。研究发现,一般来说,MCB在减少“轻度”作物歉收方面比“严重”作物歉收更有效。

帕克斯还指出,虽然地理工程可能会给这些地区带来一些好处,但其他地方的影响可能会有所不同:

“MCB将全球性和降水区的降水率改变 - 特别是亚马逊,也是东南亚 - 我们期望增加作物失败。这是需要进一步调查的事情。“

麦田在上面

中国的麦田。信贷:ssguy |在上面

治标不治本

在海洋上方的彩色云只能是抵消气候变化的影响的临时方式,警告帕克斯:

“MCB不会撤消气候变化,而是减轻了一些效果;在医学隐喻中,它会治疗症状而不是疾病。“

如果气候变化比他们测试的温和情景更严重,那么Geoengineering努力将在防止作物失败方面不太有效,帕克斯补充说:

“如果[排放量的增加]是继续,它们最终将比从地理工程的冷却效果更大的温暖效果。这就是为什么所有太阳辐射管理方案都是临时解决方案,而在转移到较低的排放经济之中。“

这是一个结论共享理查德博士Matear安德鲁劳顿博士来自英联邦科学和工业研究组织(Csiro.) 在澳大利亚。伴随陪同写作新闻与观点文章给CDR纸,他们表示,现在削减排放是一种比依靠地理工程更安全的选择:

“[研究]证明,拟议的技术解决方案,如CDR,全球变暖和海洋酸化的问题是不替代碳排放的替代,这仍然是避免危险的气候变化的最安全和最可靠的路径。”

主要形象:Vattenfall员工在勃兰登堡施瓦尔南部的二氧化碳捕获和储存设施上工作。

Matear,R.&Lenton,A。(2015)恢复海洋,自然气候变化,DOI:10.1038 / nclimate2737;Mathesius,S.等。(2015年)海洋对大气中的二氧化碳的长期反应,自然气候变化,DOI:10.1038 / nclimate2729&Parkes,B.等。(2015)土工工程气候中的作物失败利率:气候变化和海洋云增白,环境研究字母,DOI:10.1088 / 1748-9326 / 10 / 8/084003

来自这个故事的Sharelines
  • 通过直接从大气中去除二氧化碳来限制气候变化的尝试无法阻止对海洋的不可逆转的损害
  • 研究发现,增亮的云彩反映了更多的太阳辐射可以帮助增加中国和非洲的作物产量

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