来宾帖子：为什么去除二氧化碳不相等，与减少排放相反

近年来，世界各地的国家，公司和机构已经设定“净零”排放目标作为应对气候变化的努力的一部分。

达到零二氧化碳（CO2）排放的要求停止全球平均温度的升高来自二氧化碳留在大气中的长时间和海洋反应时间缓慢而产生。

但是“网”方面呢？逻辑是，二氧化碳的残余排放以及其他具有挑战性或非常昂贵的温室气体可以通过直接从大气中取出二氧化碳并长期存储它。

这可以通过增强天然碳“下沉”从大气中消除二氧化碳 - 例如植树或还原泥炭地和红树林。从大气中删除二氧化碳的其他方法包括从生物能源植物中捕获二氧化碳必威体育在线注册或工程方法直接捕获CO2从大气中，将其存放在地下或产品中。

在平衡二氧化碳发射与二氧化碳去除时通常做出的假设是，“一吨等于一吨吨”，也就是说，气候系统对排放和去除的行为是“对称的”。

但是，这种假设尚未进行测试，尽管对于小排放和拆卸可能是合理的，但由于地球系统的非线性性质，似乎不太可能对较大的排放和拆卸。

在一篇新论文中，发表在自然气候变化，我和我的同事表明，气候对排放和去除的气候反应实际上是“不对称的”，也就是说，碳循环和对CO2排放的气候反应与相同大小的CO2去除不相等。

排放和拆卸

我们选择使用全球气候模型中间复杂性的，简化了某些气候系统组件的表示，并在更粗的空间分辨率比完全复杂的模型。

这类模型的优点是它们可以更快地运行，因此，让我们可以运行更多更长的模拟。在这种情况下，附加优势是该模型不代表由于现象（例如厄尔尼诺和拉尼娜。这使检测到地球如何响应变化的二氧化碳的响应变得更加容易。

我们强迫该模型的速溶二氧化碳排放式“脉冲”和碳的降低范围从100亿到500亿吨（GIGATONNES或GTC）的碳，相当于约10至50次当前的全球年度二氧化碳排放。

瞬时排放和拆卸的应用是运行实验的“理想化”方法，但它是气候科学的标准实践，因为气候和碳循环响应biwei6868已经显示过独立于排放率或去除率。我们使用100GTC作为最小的脉冲大小，因为它是可检测到的温度信号的最小强迫。对于像本研究中使用的模型一样，这种情况甚至是排除大气变异性的模型，因为耦合的海洋冰 - 冰原系统仍然存在可变性。

基于这些模型模拟，我们发现大气中二氧化碳浓度的变化是不对称的。

您可以在下图中看到这一点，该图显示了在200GTC发射（实心灰线）或去除（虚线灰线）之后大气二氧化碳浓度变化的示例。蓝线表示两者之间的差异，这是略有正的 - 表明发射后大气二氧化碳浓度的上升大于去除相同幅度后的下降。

这种不对称增加的二氧化碳被排放或去除 - 从100GTC排放的3％，至500GTC排放和去除（相对于在排放或去除后100年变化）的18％。

这一发现意味着，如果大气二氧化碳浓度保持不变，则需要额外的二氧化碳去除以补偿发射。或者，换句话说，将二氧化碳发射与去除相同大小的二氧化碳排放量平衡将导致大气二氧化碳更高，而不是首先避免二氧化碳发射。

大气二氧化碳浓度中的不对称性是由于土地和海洋碳沉水池对排放和去除的响应方式的差异而产生的。确定这些水槽反应的几个关键过程不是线性的。

例如，二氧化碳受精作用，通过这种植物在升高的大气二氧化碳浓度下产生更多的生物量，在较高的大气二氧化碳水平上饱和。另外，海洋的能力缓冲区多余的二氧化碳- 这是海洋能够从大气中夺取额外二氧化碳的能力的关键 -在较高的大气二氧化碳水平下降低。由于这些和其他非线性过程，与去除相同大小相比，发射会导致大气二氧化碳浓度变化不同。

温度

表面温度如何？事实证明，温度与排放和去除的反应具有较小的不对称性。例如，在200GTC排放或去除后100年的温度不平衡，而大气二氧化碳则为7％。

原因是碳循环中的非线性是通过另一个非线性过程来补偿的，即大气二氧化碳对地球辐射平衡的变化的影响，这在较高的大气二氧化碳水平下会降低。结果，大气中的二氧化碳的增加比相同幅度的二氧化碳减小具有较小的辐射效应。

下图显示了对200GTC的全局表面空气温度响应（固体灰线）和去除（虚线灰线）。两者之间的差异（由蓝线显示）表明，温度不对称是与大气二氧化碳浓度不对称的相反符号：发射后的温度升高略小于去除相同尺寸后的降低。

但是，有原因假设温度不对称的符号将取决于用于运行模拟的气候模型。对二氧化碳排放和去除的温度响应由上述二氧化碳的辐射效应确定，也是海洋的热量吸收和气候反馈。这些过程的组合补偿碳循环响应中的非线性的程度可能因模型而异。

在现实世界

那么，这项研究中发现的不对称性是否对现实世界中的二氧化碳排放和去除方式有影响？

本研究中使用的总排放和最多500GTC的去除均与文学中的场景在这些情况下，排放和拆卸同时发生，而不是在单独的二氧化碳排放量和“世界”中进行。

由于分别应用排放和去除，大气二氧化碳浓度在我们的模型模拟中比在现实世界中更强烈，从而扩大了不对称性。

然而，模型之间的碳循环和气候反应差异很大，对具有一组复杂地球系统模型的模拟进行初步分析表明，碳循环和温度不对称的幅度可能比本研究中发现的大大大。

总之，这项研究的结果表明，平衡二氧化碳发射与二氧化碳去除可能会导致气候结果不同于避免二氧化碳的发射，但是这种效果的幅度仍然不确定并要求进一步定量。