碳循环 气候，碳循环对气候的影响

网上的讨论碳循环 气候和一些碳循环对气候的影响的热门话题，大家怎么看，接下来小编为大家讲解一下吧！

可以采取哪些措施来实现温度控制目标并减缓气候变化？来源pexelscom

指导

在《知识分子》主办的“气候科学家面对面——科学传播公益研讨会”上，IPCC第六次科学评估报告作者、浙江大学地科学学院教授曹龙指出，二氧化碳是全变暖的“活跃元素”为了减缓全变暖，有必要对二氧化碳的全循环及其气候影响形成更清晰的科学认识。

组织|钟英杰任明远

主编|冯浩

二氧化碳等温室气体的大量排放正在深刻影响全气候格局。11月16日结束的中美领导人视频会晤提到气候变化可以成为中美合作新亮点。

11月18日，《知识分子》主办“——气候学家面对面科普传播公益研讨会”。论坛上，IPCC第六次科学评估报告作者、浙江大学地科学学院教授曹龙分享了大气二氧化碳循环以及对气候变化影响的最新认识，并提出了应对气候变化的可能途径改变缓解措施。

目前大气中二氧化碳浓度是工业革命前的150%

大气的主要成分是氮气和氧气。二氧化碳等温室气体只占一小部分，但这些少量的温室气体对全气候却发挥着重要作用。根据大气二氧化碳浓度最新观测预测结果，2021年二氧化碳浓度已达到415ppm。这意味着每百万分子中有415个二氧化碳分子。在工业革命之前，该值约为280ppm。也就是说，目前大气中的CO2浓度实际上比工业革命前高出约50%。

图1过去-现在-未来大气二氧化碳浓度|来源[1]

增加的二氧化碳来自哪里？

根据全碳计划的数据，煤炭、石油和天然气燃烧排放的二氧化碳分别占二氧化碳排放总量的40%、32%和21%。总体而言，化石燃料燃烧约占二氧化碳排放量的90%。

从1990年以来全化石燃料燃烧排放二氧化碳量结果来看，2020年二氧化碳排放量为348亿吨，比1990年增加一半以上，预计这一数值将达到364亿吨2021年。

图2全化石能源CO2排放量，红点为2021年CO2排放量预测值|来源[2]

从世界主要国家和地区CO2排放量来看，2021年中国CO2排放总量将占全CO2排放总量的1/3左右，美国CO2排放总量约为中国的一半。从人均二氧化碳排放量来看，2020年中国人均二氧化碳排放量为74吨，仅为美国同年人均二氧化碳排放量的一半，但仍高于世界水平。

图3不同国家/地区化石能源CO2年排放量及人均排放水平，来源[2]

大气中的二氧化碳去哪儿了？

那么，这些被泵入大气中的二氧化碳最终去了哪里呢？一切都在大气中吗？

从过去10年全人为二氧化碳排放的去向来看，每年排放的二氧化碳只有近一半残留在大气中，其余的都被陆地和海洋吸收。当大气二氧化碳的来源超过大气二氧化碳的汇时，大气二氧化碳的浓度就会增加。由此，我们可以认识到碳循环与气候变化的基本链条人类活动将CO2排放到大气中，部分CO2被陆地和海洋吸收，未吸收的部分留在大气中，导致二氧化碳排放量的增加。大气中二氧化碳浓度，进而影响大气的辐射平衡，导致全变暖。相反，相关研究表明，全变暖普遍会减缓海洋和陆地对CO2的吸收，从而加速大气中CO2浓度的上升。

图4碳循环与全变暖的基本关系链|来源曹龙教授PPT

海洋生态系统也“不堪重负”

除了导致全变暖之外，二氧化碳排放还有许多其他气候影响。比如对于海洋生态系统来说，会造成海洋酸化。CO2被海洋吸收后会产生碳酸，降低海水的pH值，增加海水的酸度，降低海水中碳酸根离子的浓度。海洋酸化会对海洋生态系统产生深远影响，尤其不利于海洋贝类的生长和珊瑚礁的形成。随着海洋酸化加剧，对海洋生物的影响将越来越严重。

海洋从大气中吸收CO2，减缓大气CO2的增加，因此对大气来说是一件“好事”；然而，海洋吸收大气二氧化碳导致海洋酸化，这对海洋来说是一件“坏事”。

全变暖的本质是大气辐射过程，海洋酸化的本质是化学过程，但两者的罪魁祸首都是化石燃料燃烧产生的二氧化碳排放。

减缓气候变化和人类干预

根据IPCC第六次评估报告结果，自第一次工业革命以来，全地表温度与累计CO2排放量呈准线性关系，每排放1万亿吨CO2将导致气温升高约045C。

图5全地表温度与累积CO2排放量之间的准线性关系|来源[1]

那么，要达到15或2的温控目标，需要向大气中排放多少CO2呢？

根据全碳计划的最新估算，从工业革命前的1750年至今，人类已向地排放了约25万亿吨二氧化碳。控制目标可分别实现约11年和32年。

显然，如果不控制二氧化碳排放，温度控制目标就无法实现。IPCCAR6评估报告指出，温度控制在15和2，需要本世纪中叶和2070年以后二氧化碳净排放量达到负值，即人类从大气中去除的二氧化碳量更大比人类排放到大气中的二氧化碳量还要多。

相应地，为了实现控温目标、减缓气候变化，我们可以从三个方面入手

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一是减少CO2等温室气体的直接排放，从源头大幅削减排放。

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二是通过CO2去除方法，即人为增加海洋或陆地碳汇，或直接从大气中捕获CO2并封存。CO2去除方法的碳去除潜力估算具有很大的不确定性，将对生化循环和气候环境产生深远的影响。AR6的第二和第三工作组将对不同的二氧化碳去除方法的潜力和正反面进行更详细的评估。

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三是进行太阳辐射干预，也称为地工程，即人为地减少到达地-大气系统的太阳辐射，或增加逃逸到太空的长波辐射，通过改变辐射平衡来给地降温。气候-地系统。此类技术包括将硫酸盐和其他具有散射特性的气溶胶注入平流层，增加海洋上空低云的反照率，以及稀释高层卷云。地工程有潜力作为大幅减少排放的补充措施和应对气候变化的后备措施，但不能作为缓解气候变化的理由。目前，地工程的研究还处于理论模拟研究阶段。

气温每升高1度，气候变化的风险就会增加；每排放1吨二氧化碳等温室气体，就会加剧气温上升和海洋酸化；现在排放的温室气体越多，未来应对气候变化的难度就越大。为了我们的子孙，为了地的未来，大幅减少排放刻不容缓。

参考

1IPCC，2021:政策制定者总结In:气候变化2021:第一工作组对政府间气候变化专门委员会第六次评估报告的物理科学基础贡献[Masson-Delmotte,V,PZhai,APirani,SLConnors,CPan,SBerger、NCaud、YChen、LGoldfarb、MIGomis、MHuang、KLeitzell、ELonnoy、JBRMatthews、TKMaycock、TWaterfield、OYeleki、RYu和BZhou编辑]剑桥大学出版社

2全碳项目公开数据

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