帖子:为什么二氧化碳去除不是减少排放的大小相等,方向相反

近年来,世界各地的国家、公司和机构设置“零”排放目标作为应对气候变化的努力的一部分。

要求达到零排放的二氧化碳(CO2)停止全球平均气温的上升来自长时间停留在大气中,二氧化碳和缓慢的反应时间的海洋。

但“净”方面怎么样?的逻辑是,残留的二氧化碳和其他温室气体排放具有挑战性或非常昂贵的消除,可以平衡直接从大气中清除二氧化碳和长期储存。

这可以通过加强自然碳“汇”消除大气中的CO2 -例如,植树或恢复泥炭地和红树林。把二氧化碳从大气中包括的其他方法捕捉二氧化碳从生物能源植物必威体育在线注册或工程的方法捕获二氧化碳直接从大气中并将其储存于地下或产品。

假设通常是平衡时的二氧化碳排放二氧化碳的去除是“一吨等于1吨”——也就是说,气候系统的行为以应对排放和删除是“对称”。

但这种假设没有测试,——尽管可能合理小排放和删除——似乎不太可能保持更大的排放和删除由于地球系统的非线性特性。

在一篇新论文,发表在自然气候变化,我和我的同事表明气候应对排放和删除实际上是“不对称”——也就是说,碳循环和气候对二氧化碳排放二氧化碳不相等和相反删除相同的大小。

排放和删除

我们选择使用一个测试我们的假设全球气候模型中间的复杂性,简化表示一些气候系统组件和运行在一个粗的空间分辨率比模型的复杂性。

这类模型的优势是,它们更快地运行,因此,让我们更和更长的运行模拟。优势在这种情况下,模型并不代表大气变化等现象厄尔尼诺和拉尼娜现象。这使得它更容易发现一个“信号”在地球如何回应变化的二氧化碳。

我们迫使模型与一个瞬时的“脉冲”二氧化碳排放和删除从1000亿到5000亿吨(吨或吸收的碳,相当于10到50倍目前全球每年的二氧化碳排放量。

应用瞬时排放和删除是一种“理想化”的方式来运行实验,但它是标准的做法在气候科学气候和碳循环的反应biwei6868已被证明独立的发射率或删除。我们使用100 gtc最小脉冲的大小,因为它是最低要求,可以申请一个温度信号检测。甚至是这种情况,本研究中使用的模型不包括大气变化仍有变化的耦合海洋ice-atmosphere系统。

基于这些模型模拟,我们发现大气中二氧化碳的浓度的变化是不对称的。

你可以看到下面的图表,显示了一个示例的发射后的模拟大气中的二氧化碳浓度变化(固体灰线)或删除(冲灰线)200吸收。蓝线代表了两者的区别,这是稍微积极——表明大气中二氧化碳浓度的上升后排放大于下降后删除相同的大小。

这种不对称性增加了更多的二氧化碳排放或删除——从3% 100 gtc发射和删除18% 500 gtc发射和删除(相对于大气中的二氧化碳变化后100年发射或删除)。

这一发现意味着额外的二氧化碳去除需要弥补的发射,如果大气中二氧化碳浓度保持不变。或者,换句话说,平衡一个二氧化碳排放二氧化碳去除相同大小的会导致大气中的二氧化碳含量高于避免二氧化碳排放放在第一位。

大气中二氧化碳浓度的不对称的结果差异的陆地和海洋碳汇对排放和删除。几个关键流程决定的反应这些水槽不是线性的。

例如,二氧化碳肥料效应,植物产生更多的生物量在大气中二氧化碳浓度升高,浸透在更高的大气中的二氧化碳水平。同时,海洋的能力缓冲过量的二氧化碳海洋的能力——这是关键占用额外的二氧化碳从大气中减少大气中的二氧化碳水平更高。由于这些和其他非线性过程,一个排放导致大气中的二氧化碳浓度变化不同的大小相同。

温度

表面温度怎么样?原来的反应温度减少排放和删除的不对称。例如,有2%的不平衡温度100年后200 gtc排放或去除,而大气中的二氧化碳含量为7%。

原因是碳循环的非线性补偿由另一个非线性过程,大气中的二氧化碳含量的变化的影响地球辐射平衡,减少大气中的二氧化碳水平更高。因此,大气中的二氧化碳增加的辐射效应小于二氧化碳减少相同的大小。

下图展示了全球表面空气温度响应gtc - 200的排放(固体灰线)和删除(灰色虚线)。两者的区别(蓝线所示)显示,温度不对称对大气中二氧化碳浓度不对称相反的迹象:温度增加以下略小于一个排放减少后删除相同的大小。

然而,有理由假设温度不对称的符号取决于气候模型用于运行模拟。温度响应二氧化碳排放和删除是由上面提到的辐射效应的二氧化碳,也通过海洋吸收热量和气候反馈。的程度的结合,这些过程的非线性补偿碳循环反应可能从模型到模型。

在现实世界中

那么,在这项研究中发现的不对称性对二氧化碳排放和删除是如何平衡产生影响在真实生活环境吗?

而总排放量和删除gtc高达500,是研究是一致的场景在文献中、排放和删除在这些场景中同时发生,而不是单独的二氧化碳排放和删除“世界”。

由于应用单独排放和删除,大气中的二氧化碳浓度发散强烈在我们的模型中模拟多将在现实世界中,放大不对称。

然而,碳循环和气候不同模型之间的广泛的反应,和初步分析,模拟一组复杂的地球系统模型表明,碳循环的大小和温度不对称可能大大超过在这项研究中发现的。

总之,本研究的结果表明,平衡的二氧化碳排放二氧化碳去除可能导致不同的气候比避免二氧化碳排放的结果,但仍然无法确定这种影响的大小,呼吁进一步量化。