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有砍伐的树干的管理森林。 信誉:安德鲁乱族顿/ alamy股票照片。
客人的帖子
2021年4月26日16:00时

客座帖子:一个“Rosetta Stone”,用于将土地缓解途径带入线路

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04.26.21
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下午1:00 26.04.2021 |
客人帖子 客座帖子:一个“Rosetta Stone”,用于将土地缓解途径带入线路

科学家知道世界的陆地表面吸收近三分之一人类造成的二氧化碳排放这种碳“汇”——主要来自森林——是人类活动每年产生的碳排放的关键缓冲。

但是,计算出有多少陆地碳汇是完全“自然”的,有多少是“人为”的——也就是受人类影响的——则要复杂得多。

为了回答这个问题,已经为模拟小组和各国用来估计每年在其境内排放和吸收的温室气体(GHGs)的国家“清单”制订了不同的方法。

这两种方法具有完全不同的定义和估计。它可能听起来像一个小细节,但是巴黎协议,对监测全球排放减少的集体进展产生差异。

在我们的新论文中,发表于自然气候变化,我们提出一个”罗塞塔石碑“调整用于翻译基于模型的土地利用缓解途径,以估计与国家级温室气体清单更媲美。

虽然我们的方法不会改变现有的全球脱碳途径,但它确实将基于模型的陆地汇的部分重新分配,以与温室气体库存一致。

该调整降低了基于模型的途径,略微预测要达到净零排放时的点。因此,累积允许的全球排放到那时 - 也就是说,在国家库存定义下,剩余的温室气体预算减少了约12-13%,相对于符合1.5C或2C的原始模型途径约为12-13%限制。

全球剩余的碳或温室气体预算本身不会改变,但其感知大小取决于哪些会计系统用于排放。

如果我们使用在全球脱碳途径中模型应用的系统,与早期估计相比没有变化。但是,如果我们使用国家级GHG库存,我们的调整可确保与模型的途径相比,可以改变各国关于所需的净排放水平的看法。

为什么二氧化碳“去除量”的估算如此重要?

巴黎协议规定,在旨在为1.5℃的旨在实现“远低于2C”的目标,以“远低于2C”,需要在下半年实现“通过温室气体(GHG)的汇率下降来源的人为排放的平衡”世纪”。

因此,一些国家现在宣布了一系列净零目标。实现这些目标需要结合减少排放和促进二氧化碳“清除”——将二氧化碳从大气中清除的过程,目前这些过程完全依赖于土地部门。

术语表
综合评估模型IAMs是一种计算机模型,它可以分析各种各样的数据——例如物理的、经济的和社会的——从而产生可以用来帮助决策的信息。具体来说,对于气候研究……阅读更多

一年一次,定期检查巴黎协定目标的进展“全球臭味”。这一过程的第一次迭代将于2022-23年开始,它明确地依赖于现有的最佳科学。biwei6868它涉及到各国的历史和计划的缓解努力,并将其与科学表明的为实现商定的目标所必需的努力进行比较。biwei6868任何发现的差距都有望得到承认,并有望激发更有力的气候行动。

通过历史进度通过《巴黎协定》规定的各国温室气体报告以下统称为“国家温室气体清单”(NGHGIs)。对未来努力计划的评估利用了各国承诺的气候目标,其中包括“国家确定的贡献“(NDCS)在2025或2030年和长期策略在本世纪中叶或以后。与将升温限制在1.5摄氏度和远低于2摄氏度相一致的排放路径的科学估计由以下机构提供综合评估模型(IAM)。

虽然这个计划看起来很声音,但在IAM和NG​​HGIS的土地部门的“人为移除”概念中存在棘手的细节。也就是说,如何从人类活动影响的土地分配二氧化碳吸收。

其中的二氧化碳含量非常高。例如,陆地二氧化碳净通量的模型估计值和国家一级估计值之间的差异。通量“是土地和大气之间的二氧化碳交换 - 目前相当于全球人为二氧化碳排放量的10%以上。

为什么全球模型和国家对土地二氧化碳的估计不同?

下图突出显示了对全球人为陆地CO2 "净通量"的估计之间的差距——正通量表明向大气排放的CO2多于去除的CO2,反之则表示负通量。

蓝线代表来自使用的模型的历史净助焊剂的估计气候变化与土地专题报道由这件事政府间气候变化专门委员会(IPCC),而红线表示IAMs在不同情景下的预测。灰线表示天然气水合物估算的通量,黑线表示nfc下的投影。

红色和蓝线之间的间隙和灰色和黑色的差距均为每年约55亿吨的二氧化碳(GTCO2 / YR)。这种不匹配的禁止准确评估巴黎协定下的进度。

在NGHGIS与未来NDC和全球模型的土地二氧化碳助焊剂中不匹配
显示NGHGIS(灰线)与未来国内确定捐款(NDC,黑线)和全球模型(红线)之间的土地二氧化碳通量估算中的图表。历史模型助焊剂(蓝线)来自用于簿记模型IPCC关于气候变化和土地的特别报告(IPCC SRCCL),而未来路径(红色)来自不同的IAMs共享社会经济途径(这里只有SSP2场景)。Lulucf代表“土地利用,土地利用变化和林业”,这是NGHGIS与土地相关二氧化碳通量的术语。无条件承诺是保证的最低国家,条件承诺是基于金融的强大行动。阳性助焊剂表示净排放,而负助焊剂表明来自大气的二氧化碳的净去除。来源:Grassi等(2021.)。

我们的研究确定了这种差距的主要和可解析的原因,与IAM和NG​​HGI之间的概念不一致相关,估计人为CO2水槽。

无化石燃料和行业的排放是由人类造成的,因此被归类为“人为”。然而,对于土地二氧化碳助焊剂,事情要复杂得多 - 它们涉及可能难以解开的人类造成和自然过程。

这些过程包括直接人类诱导的效果 - 例如森林砍伐,森林收获和再生 - 但也是间接影响。这些包括二氧化碳受精温暖引起的温度和降雨模式的变化,往往刺激植物生长。

两个很大程度上独立的科学界开发了不同的方法来估算来自陆地的人为二氧化碳通量——目的和范围不同——这些方法在它们自己的特定背景下是有效的。

第一个社区涉及全球碳周期和综合评估的科学建模,包括IAM。通过复杂的模型,他们开发了从天然助熔剂(包括间接人类诱导的效果)的大约单独的人体助条质(仅限人类诱导的效果)的方法,其目的是提供包含在内的全球一致的估计IPCC评估报告

另一个社区与发展有关IPCC用于NGHGIS的方法论指南-旨在提供所有国家都适用的务实和一致的方法报告温室气体排放量

在这第二个群落运作的实际、现实环境中,在基本没有变化的管理森林中,即那些不受森林砍伐或造林影响的森林,不可能把对二氧化碳净通量的直接和间接人为影响分开。这是因为,当通过直接观察(例如国家森林资源清单,自然温室气体信息系统通常以国家森林资源清单为基础)衡量森林生物量随时间的变化时,人们不能说生物量的变化有多少是由于更好的管理,有多少是由于环境因素。

因此,非法的IPCC指南采用了妥协,其中人类被人类被定义为“管理”的所有GHG助量被认为是人为的。来自“非托管”土地的GHG助焊剂不会被认为是人为的,因此在NGHGIS中没有报告。虽然这个代理显然是不完善的联合国政府间气候变化专门委员会专家小组得出的结论是,目前没有更好、更广泛适用的天然气水合物替代方案。

实际上,在面积不变的森林中,生态系统只将与密集采伐活动相关的二氧化碳通量和随后的再生(直接影响)视为人为因素。这是全球范围内一个相对有限的领域。另一方面,天然温室气体信息包括更广泛管理地区(例如,包括管理不那么集中的森林)或保护区的所有二氧化碳通量。而且,重要的是,NGHGIs考虑了人类对这一更大区域的直接和间接影响,这与IPCC的“管理土地”妥协一致。

IAMS考虑的植物区 - 约0.5亿公顷 - 和NGHGIS - 约3亿公顷,存在相当大的差异。这些差异总结在下图中,其还包括完整的森林,我们用它来代表各国未管理的森林。

IAMS和NGHGIS在估算人为土地CO2通量的不同方法的插图
IAMs和nggis估算人为陆地CO2通量的不同方法说明。基于Grassi等人(2021.)和Ogle & Kurz (2021.)。

人为陆地CO2通量的这种不匹配,是在评估进展和需要在《巴黎协定》下实现更大目标方面使用温室气体监测系统的一个主要障碍。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)最近的特别报告(关于气候变化的报告)已经承认了这一问题全球变暖1.5摄氏度和上气候变化与土地)在2019年期间全会联合国气候变化框架公约(UNFCCC)。

IPCC和政策制定者都需要一个可行的解决方案。然而,问题不是决定哪种方法更好,也不是强迫一个社区或另一个社区使用特定的方法,而是能够转换他们的估计,以便进行比较。

如何确保比较的一致性?

虽然改变各国的做法以分割直接和间接影响是可取的,但在短期内是不切实际的。因此,我们将探讨如何使用全局模型的输出来促进同类比较。

从本质上讲,问题在于各国将陆地二氧化碳汇中IAMs称为“非人为”的部分称为“人为的”。幸运的是,这些排放并没有在IAMs的总体计算中“消失”,而是被其他类型的模型捕获,比如全球植被动态模型(DGVMs)和地球系统模型(ESMS)。

这些模型专门估计土地对人类诱导的环境变化(间接影响)的自然反应 - 也就是说,大多数国家通常是“人为”的那些二氧化碳势态。虽然大多数IAM没有明确地模拟这些势态,但它们是使用ESMS和DGVMS的信息来陈述 - 在开发与特定温度限制一致的发射路径。

由于这在很大程度上是一个如何标记通量的问题,只需重新分配部分陆地汇就可以实现更一致的比较。下面的图表说明了这一点。

左边的图表(a和b)显示了人为(上)和自然(下)通量的建模方法,而右边的图表(c和d)显示了根据国家地理信息系统方法调整的模型结果。为了使人为通量模型在概念上更能与天然温室气体地理信息系统相比较,我们将全球模型的部分自然汇——由于人为对非完整森林的间接影响(图b中虚线绿色区域)——重新定位为人为成分(图c)。

值得注意的是,我们的方法通过全球模型(从非人为组件从非人为性成分从非人为植物中迁开部分森林水槽,但不会改变能源和行业的排放途径,也不会导致土地利用排放量必威体育在线注册效果(分别图中图中的灰色和黄色区域)。此外,由于自然和人为助焊剂的变化完全补偿,所以在大气中剩下的CO2(B和D中的红线)也保持不变。

调整IAMs模拟的陆地二氧化碳通量,使之与NGHGI方法相媲美
调整建模的IAMS LAND CO2助熔剂(左侧图表)的示例与NGHGI方法(右手)相当。绿色箭头显示全球模型的一部分自然水槽(绿色遮蔽与阴影)的重新定位到人为组分。非完整森林在这里被用作各国管理森林的代理。来自Grassi等人(2021.),用于SSP2-2.6场景。

势态迁移是否会改变我们对全球碳预算的理解?

我们拟议的调整确保了IAM和NG​​HGIS之间适当的类似比较,但不会改变对当前和未来的科学了解剩下的全球碳或累积温室气体排放(即达到与某一气候目标相一致的净零碳排放或温室气体排放)。然而,它对了解各国所需的缓解努力确实有影响。

下图总结了上面概述的所有步骤。从在NGHGIS(黑线)和IAM之间的人为土地CO2助焊剂(图A)的大差距开始(彩色线条,代表不同的排放途径),我们的方法将来自DGVM估计的间接效应的通量从非完整林上估计(图表b) to the original IAMs’ results (chart c). The resulting “adjusted” IAMs estimates (dotted lines in chart c) are then conceptually and quantitatively more comparable with NGHGIs (black line in chart c).

这些变化不会影响非Lulucf(土地使用,土地使用变化和林业)排放(图表D)。但是,Lulucf和非Lulucf排放的总和(即“经济范围的”排放)确实发生变化,并且对经济范围的排放(图表E中虚线的无数的减缓途径低于原始排放量(实线)。相同的推理适用于累积温室气体排放。

例如,对于场景ssp2 2.6 - 1.9和ssp2——代表通路保持变暖约1.5 c和2 c,分别,累积的温室气体排放,直到零NGHGI-comparable地表示要低120 - 192 GtCO2相比,它们是如何被艾玛(图f)。这意味着,尽管我们的解决方案不会改变原脱碳途径,相对于原始的IAM途径,它通过nggis的视角来考虑,减少了给定升温限制下的总人为排放和经济范围内的允许累计净排放量。

图表总结IAM路径的调整,以兼容NGHGI
图表概述了IAM路径的调整以兼容NGHGI:从目前IAMs与NGHGIs之间的土地CO2通量差距较大(图a)出发,将DGVMs估计的非完整森林的间接影响(图b)添加到原有的土地IAM路径(图c实线)中,得到调整后的nghgi可比的土地IAM路径(图c虚线)。考虑到更广泛的影响:通过总结其他温室气体排放量保持不变(图d)土地我途径得到NGHGI-comparable整体经济我通路的行业包括所有表(图中虚线e)。f代表了我们的方法的影响(如GtCO2或%)NGHGI-comparable剩余累积的温室气体排放量相对于原始的。值得注意的是,图b中的森林碳汇在2050年后是非常不确定的。改编自Grassi等人(2021.)。

这一调整意味着什么?

我们提出的调整并不意味着间接影响应该或不应该被包括在气候目标中,而只是促进了类似的——因此,在科学上更准确的——不同国家的气候目标与IAM路径的比较。

在没有这些调整的情况下,将基于IAM的途径与基于NGHGIS的当前排放量进行比较,这将使集体进展更加追踪,而不是其实际情况。

然而,调整后的IAM路径变得更加难以解释,因为间接影响的二氧化碳汇取决于气候变化的水平。例如,在更有野心的路径下,二氧化碳施肥效应减少,二氧化碳汇也随之减少(见上面图表b中的蓝线和绿线)。因此,调整后的LULUCF路径不包括这种对气候行动水平的明确依赖,因此,与原始的LULUCF路径相比,所需的努力较少可见(图c)。

IAMS缓解途径对气候政策具有巨大的重要性,作为评估巴黎协定下的集体进展的基准和比较。然而,为了满足这种作用,他们应该与NGHGIS和气候目标相媲美。

总的来说,可以从我们的研究中获取两条消息。首先,可以在全球模型和国家级温室气体清单之间进行人为土地CO2助理的核性:当制造类似的比较时,原始的大差距消失。

其次,由于大多数国家通过其NGHGI会计系统的镜头考虑排放和气候目标,因此需要与调整后的NGHGI兼容的途径和剩余累积温室气体排放进行比较。该调整能够更准确地评估巴黎协议的全球储存下的集体气候进展,从而改善国家对全球排放水平的理解,他们仍然可以为特定的温度目标发出。

grasi, G.等人(2021年)评估各国气候进展的土地缓解途径的关键调整,《自然气候变化》,DOI:10.1038 / S41558-021-01033-6

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