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来自风河的风景图片,主皮尔河的一条支流。皮尔流域的湿地对水禽和许多动物至关重要,而皮尔的北方针叶林在气候变化的时代作为碳汇至关重要
加拿大育空,环绕风河的湿地。 资料来源:国家地理创意/Alamy Stock Photo。
碳预算
2018年7月9日16:59

永久冻土和湿地排放可“五年内”减少1.5摄氏度的碳预算

罗伯特在筹划

罗伯特在筹划

09.07.2018 |下午4:59
碳预算 永久冻土和湿地排放可“五年内”减少1.5摄氏度的碳预算

一项新的研究说,来自湿地的二氧化碳和甲烷来自湿地和解冻永久冻土的湿度和解冻永久冻土的排放量可以减少巴黎协议温度限制的“碳预算”。

这些自然过程是“正反馈”——之所以这样称呼,是因为随着全球气温上升,它们会释放更多的温室气体,从而加剧全球变暖。研究人员说,它们以前没有出现在碳预算估算中,因为它们没有被包括在大多数气候模型中。

研究结果表明,人为排放需要再减少20%,才能满足全球气候变化的要求巴黎协定研究人员估计,碳排放上限为1.5摄氏度或2摄氏度。

'用于将CO2转换为甲烷的发动机

在去年左右,新的碳预算研究有一阵势力 - 使用略微不同的方法来估计我们可以发射多少二氧化碳,并且仍然将全球温度升高到上面不超过1.5℃或2℃工业化前的的水平。

(必威手机官网碳简报最近总结了所有1.5摄氏度的预算分析部分。)

很多研究使用全球气候模型来做他们的估计。然而,有一些影响气候的过程还没有被纳入这些模型。

新的研究,发表在自然地球科学biwei6868,旨在填补这一空白。它集中在陆地表面的两个过程:冻土融化和自然湿地。

这些都是积极的反馈因为它们在应对气温上升时,会向大气中释放更多的温室气体。

永冻层这个名字是指被冻结的土壤吗至少两年。它主要分布在北半球,横跨俄罗斯、加拿大和阿拉斯加的北部地区。

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在加拿大北冰洋海岸线附近,一个巨大的永久冻土解冻滑塌。资料来源:国家地理创意/Alamy Stock Photo。

这些土壤中含有大量的碳,这些碳是数千年来死去的动植物积累起来的。不断上升的温度使这些碳面临被释放的危险,解释道克里斯•琼斯博士他是地球系统和减缓科学团队的负责人biwei6868英国气象局哈德利中心。琼斯不是这项新研究的作者,但他的团队密切参与了这项工作。他告诉碳简报:必威手机官网

“当[永久冻土层]被冻结时,它是惰性的。当它融化时,这种碳很容易分解——就像其他土壤碳一样。取决于它是否浸水,这些物质会以二氧化碳或甲烷的形式排放到大气中。”

有多少是二氧化碳,有多少是甲烷仍不确定活跃研究领域。甲烷是一种强效的温室气体——在捕获大气热量方面,它的能力大约是二氧化碳的26倍,尽管它在大气中只能持续10年左右。

在天然湿地中,植物生长时会吸收大气中的二氧化碳。但是,因为它们被水浸透了,当植物分解时会释放出甲烷,而不是二氧化碳。琼斯说,这使得湿地成为“有效地将二氧化碳转化为甲烷的引擎”。

例如,在亚马逊中,洪水森林实际上释放了甲烷穿过树林

湿地对气候变暖的反应有三种方式,琼斯解释道:

“随着气候变暖,当地的分解速度增加。此外,随着降雨的变化,我们可能会看到湿地面积的增加或减少。这在不同的地区是不同的,并且在不同的气候模型中也是一个很大的不确定性。最后,大气中二氧化碳增加的一个直接影响是增加植被的生长速度,因此,增加了转化为甲烷的二氧化碳量。”

他指出,这项研究是第一个将所有这些因素综合起来的研究。

倒模型

研究人员使用了“多层土壤碳模型”朱尔斯(英国土地环境模拟器联合),解释铅作者德沃德博士科林普拉特他是一名地面建模师生态与水文中心。JULES改进了土壤化学和湿地产生甲烷的方式。

以永久冻土为例,comin - platt告诉carbon Brief,“这不仅可以提高我们对高纬度土壤中碳储量的估计,还可以让我们估计随着永久冻土地区的融化,这些土壤中有多少将会消失。”必威手机官网

为了估算碳预算,研究人员使用模型的“倒”形式。这意味着,而不是堵塞未来温室气体排放的途径,并看到全球温度如何应对,研究人员对全球温度升高的输入,并使用模型来估计大气中的相应温室气体水平。

该研究着眼于未来全球变暖的三种情景:将温度升幅保持在1.5摄氏度和2摄氏度,以及变暖“超过”1.5摄氏度,达到1.75摄氏度,然后回到1.5摄氏度。

在他们的“控制”模型中,没有冻土或湿地的反馈,研究人员估计,从2018年初开始,1.5摄氏度的预算为7200亿至9290亿吨二氧化碳——相当于当前速度下20至25年的排放量。

BG8P8Y湿地,在亚马逊森林有棕榈树和飞行的蓝黄金刚鹦鹉,诺布雷斯,博姆贾尔迪姆,马托格罗索州,巴西,南美洲

湿地与棕榈树和飞翔的蓝色和黄色金刚鹦鹉,马托格罗索,巴西,2009年。资料来源:Juergen Ritterbach/Alamy Stock Photo。

这略高于最近的一些预算因为Jules模型倾向于模拟陆地表面的大量碳吸收,所以解释了Comyn-Platt,释放了预算中更多二氧化碳排放的空间。

然后,研究人员使用该模型来模拟永久冻土和天然湿地对气候变化的反应。当额外的二氧化碳和甲烷排放掺入时,可用的碳预算基本上缩小至533bn-753bn吨的二氧化碳,为1.5℃,或14-20岁的排放。

这意味着核算永久冻土和湿地的影响大约需要1.5C预算五年。并且,如下表所示,同样减少了1.5C过冲和2C场景的预算。

控制 包括反馈
每吨的二氧化碳 多年的排放量 每吨的二氧化碳 多年的排放量
1.5摄氏度 720-929bn. 20-25 533 - 7530亿 14到20
1.5摄氏度过度 723-947bn. 20-26 522 - 7710亿 的程度
2摄氏度 1592 - 1.974万亿 43-54 1372 - 1.776万亿 37-48
表显示剩余的碳预算(从2018到2100),为“控制”(左)和“包括”反馈“(右)场景的三个温度途径。碳预算显示为吨二氧化碳,作为排放总数(基于2017年全球排放)。表格适应Comyn-Platt等人。( 2018 )

进化

这个“漂亮的工作”表明,即使我们在未来几十年中获得净排放到零,排放需要进一步下降,以便稳定1.5℃或2℃的温度Piers Forster教授他是麻省理工大学物理气候变化教授利兹大学普里斯特利国际气候中心主任。他告诉碳简报:必威手机官网

“永久冻土融化和湿地变暖释放的额外碳将在净零排放日期之后继续存在,为了考虑2100年及以后的碳预算,这需要加以抵消。”

琼斯表示,该研究还突出了气候模型的复杂性的恒定演变,并在纳入全球模型之前分开开发并运行新的模型组件。

下面的图表显示了随着时间的推移,全球气候模型中的新成分是如何被添加进来的。

在这种情况下,湿地模型“方案”将很快进入ukesm1.- 英国地球系统模型由英国气象局哈德利中心及其合作伙伴管理,琼斯说。永久冻土计划“将在适当的时候跟进”。

气候模型的演变 - 信息图表

Comyn-Platt, E.等人(2018)《自然地球科学》,《自然地球科学》,biwei6868DOI:10.1038 / s41561-018-0174-9

这篇文章于2018年7月9日更新,澄清了甲烷在捕获大气热量方面的能力是二氧化碳的26倍,而不是34倍。

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  • 永久冻土和湿地排放可“五年内”减少1.5摄氏度的碳预算
  • 由于永久冻土和湿地的排放,1.5摄氏度的碳预算可能会“减少20%”

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