菜单

社会渠道

搜索存档


附加选项
主题

日期范围

收到最重要的文章的每日或每周摘要直接到你的收件箱,只需在下面输入你的电子邮件。输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策

气氛 - 云 - 和彩虹
大气与云彩和彩虹。 信用:ix工作室/ alamy股票照片。
vip亚博
2021年4月29日15:00

解说:一旦达到净零排放,全球变暖会“停止”吗?

Zeke Hausfather.

Zeke Hausfather.

04.29.21
Zeke Hausfather.

Zeke Hausfather.

29.04.2021 |3:00 PM
vip亚博 解说:一旦达到净零排放,全球变暖会“停止”吗?

媒体报道经常声称,由于过去的排放,世界在未来正面临“承诺变暖”,这意味着更高的温度是“锁定“,”在进行中”或“不可避免的,不管当今社会做出了怎样的选择。

现有的最佳证据表明,恰恰相反,一旦二氧化碳(CO2)排放量达到零,变暖可能或多或少会停止,这意味着人类有能力选择自己的气候未来。

当科学家们最近指出这一点时,它据报道作为一项新的科学发现。然而,科学界已经认识到,零二氧化碳排放可能意味着未来气温将持平至少从2008年开始.政府间气候变化专门委员会(IPCC) 2018年关于1.5摄氏度的特别报告也特别关注零排放情景,并有类似的发现。

关于全球变暖的疑惑主要是由于混淆了两个不同的概念:一个是大气中二氧化碳含量保持在当前水平的世界;一个排放达到净零,浓度开始下降的世界。

然而,即使在零二氧化碳排放的世界中,也存在与非二氧化碳温室气体(GHG)(如甲烷和氧化亚氮)发生的事情相关的剩余不确定性,硫酸盐气溶胶这使得气候系统中的行星和长期反馈过程和自然变异性。

此外,在排放达到零之后,预计温度将保持稳定而不是下降几个世纪,这意味着在没有大规模净负排放的情况下,已经发生的气候变化将难以逆转。

恒定浓度与零排放

关于零排放影响的困惑是可以理解的。即使是一个美国国家航空航天局气候常见问题解答——最近一次更新于2007年——仍然说,“即使我们今天停止排放温室气体,全球变暖至少还会继续发生几十年,如果不是几百年的话。”(美国宇航局加文施密特博士讲述碳简短,亚慱官网这种措辞不反映出最近的研究,并且在作品中更新)。

一个常见的混乱原因是混合两个非常不同的情景:一个有二氧化碳浓度仍然在今天的水平的世界;和一个世界,所有排放都会立即切割成零(或净零,这会产生相同的效果;最重要的是CO2来源和沉没的余额,尽管水槽是天然或人为的程度会是一个棘手的问题吗)。

直到2000年代中期,很多气候模型无法测试排放达到零的影响。这是因为他们没有包括生物地冰晶周期的建模 - 如碳周期——而且不能有效地将二氧化碳排放转化为大气中的二氧化碳浓度。

因此,气候模型倾向于运行大气中二氧化碳浓度的情景,而不是排放,并且经常检查如果大气二氧化碳水平在未来保持在当前水平会发生什么。

这些“恒定浓度”情景表明,随着海洋慢慢加热以达到与大气相同的温度并将地球带回辐射平衡的情况下,额外的变暖“。也就是说,从太阳从太阳中吸收的能量的量等于被恢复到空间的量等于射回的量。

模型倾向于建议0.4C.0.5C.如果浓度保持在同一水平,那么在接下来的几个世纪里,气候还会进一步变暖。

然而,一个恒定浓度的世界不是零排放之一。保持浓度不变需要一些持续的排放来抵消土地和海洋吸收的二氧化碳。这将达到当前全球排放量的约30%,尽管所需的金额将随着时间的推移而下降。

另一方面,如果排放减少到零,大气中的二氧化碳浓度将迅速下降,最终稳定在一个较低的水平。

下图改编自2010年的一篇论文自然地球科学亚慱彩票APP通过达蒙马修斯教授安德鲁教授韦弗,将投影温度变化为2200,在具有恒定浓度(红线)和零排放(蓝色)的情况下的场景。

在恒定浓度和零排放的情况下预测的未来变暖
在恒定浓度(红线)和零排放场景(蓝色)下预计未来变暖。基于NASA,NOAA,BERKELEY,COWTAN和WAY和HADLEY / UEA记录(黑色)的历史变暖。未来的变暖改编自模型运行Matthews和Weaver 2010.模型运行与30年的历史温度相结合当地的回归.图表由碳简报使用亚慱官网Highcharts

马修斯和韦弗发现,在一个不断的集中情景中,世界将继续温暖约0.3℃,到2200岁 - 随着几个世纪以来的额外变暖,因为深海海洋继续慢慢温暖。

考虑到全球已经变暖了1.3摄氏度左右,这意味着如果由于一些持续的排放,目前的二氧化碳浓度保持稳定,那么1.5摄氏度的上限将被打破。

相比之下,他们建议温度稳定在零零排放的世界中,大致在他们的排放停止时的水平。

海洋变暖和大气二氧化碳下降

在排放后,温度将稳定在沿相反方向上的两个不同因素的零点达到零点。

地球目前处于热平衡状态,这意味着更多来自太阳的能量被大气层中的温室气体捕获,而不是逸回太空。超过90%的额外热量将使海洋变暖。然而,随着海洋继续变暖,它们从大气中吸收的热量将减少,全球平均表面温度将进一步上升。

与此同时,土地和海洋吸收了人类每年发出的二氧化碳的一半。如果排放量零,这些“碳汇”继续占据过去的一些额外的二氧化碳,即首先快速地发出的额外二氧化碳,然后随着时间的推移而逐渐慢慢地逐步逐步升级。这降低了大气中CO2的水平,因此,温暖的IT导致的变暖。

偶然的,这两个因素互相取消.海洋表面持续升温带来的额外升温被大气中二氧化碳的下降所抵消。

随着时间的推移,这两个因素预计也会有相似的模式,在净零排放后的头几年,它们的规模会更大,并随着时间的推移逐渐减少。

在很长的时间里 - 超过数十万到数千年 - 碳汇将成为主导,全球温度最终会跌倒 - 只要人为的二氧化碳排放仍保持在净零。的二氧化碳的寿命大气中的二氧化碳含量是由碳汇吸收二氧化碳的速度决定的;虽然我们大约一半的排放相对较快地被吸收,但我们积累在大气中的一部分二氧化碳排放仍将存在数万年。

去年发表的新研究结果提供了帮助更有力的证据二氧化碳净零排放对温度的影响。这些结果来自于一系列现代气候模型,其中包括碳循环动力学地球系统模型(ESMS)。

零排放承诺模型相互比较项目(Zecmip)使用了18个不同的ESM来模拟在世界后突然停止的世界中发生的世界发生了什么,总计3667只CO2(或1000千吨碳) - 预计将导致2C左右的变暖与预生产水平相比。它还检查了排放逐渐减少到净零的情况,并发现达到净零后的突然截止结果与突然截止相似。

(ZECMIP类似于在主持下进行的型号交互法项目CMIP6这是在IPCC第六次评估报告之前开发的新一代气候模型,该报告将于2021-22年发布。然而,它的设计太晚了,无法成为CMIP6的正式组成部分。)

下图是停止排放50年后本次实验的结果。上面的面板显示了来自不同来源的能量通量的变化——地球表面积累的能量量。底部的面板显示了50年零排放后地表平均温度的变化。

红色的条形图代表随着海洋变暖,海洋热量吸收减少而变暖,而蓝色和黄色的条形图分别代表海洋和陆地吸收二氧化碳而变冷。请注意,顶部面板中的净强迫不一定总是与预测的温度影响相匹配,因为自然变化和其他因素也会影响esm的表面温度变化。

排放达到零后50年的能量通量和地表温度变暖
排放后50年的能量通量(顶部面板)和表面温度变暖(底板)达到ZECMIP项目的ESMS。图表由碳简报使用亚慱官网Highcharts,从Macdougall等(2020)

在零排放达到50年后,对未来气温变化的预测从降温0.3摄氏度到升温0.3摄氏度不等,在参与ZECMIP实验的所有模型中,平均降温约为0.03摄氏度。其中10个模型显示地表温度的预期变化接近于零,而3个模型显示明显变冷,2个显示明显变暖。

净零排放的不同含义

虽然气候缓解努力的大部分焦点都在二氧化碳上,其他温室气体和气溶胶的人类排放对全球表面温度也有很大影响。尽管一旦二氧化碳排放量降至零,全球气温将趋于稳定,但温室气体或气溶胶的零排放却并非如此。

IPCC关于1.5C的特别报告(SR15)使用简化的ESM在零排放的不同可能定义下评估表面温度的可能演变。这些不同场景的结果如下图所示。

该报告研究了由蓝线显示的二氧化碳零排放以上的案例。但它也考虑了二氧化碳和气溶胶零排放(红色)、温室气体零排放(黄色)和温室气体和气溶胶零排放(紫色)。

在零二氧化碳排放,二氧化碳和气溶胶排放,温室气体排放和温室气体排放量下,全球表面温度变化
在零二氧化碳排放(蓝线)、零二氧化碳和气溶胶排放(红线)、零温室气体排放(黄线)和零温室气体和气溶胶排放(紫色线)下预测的全球表面温度变化。图表由碳简报使用亚慱官网Highcharts的图1.5IPCC SR15.使用第一图中描述的方法估计历史温暖值(黑色)和模型模拟的组合。

人类排放的气溶胶——悬浮在大气中的微小的硫或氮颗粒将射入的阳光反射回太空——对地球有很强的冷却作用,尽管确实存在大不确定性至于这一效果的恰好是多大的。气溶胶也具有相对较短的大气寿命,如果排放停止,目前在大气中的气溶胶将迅速退出。

因此,如果二氧化碳和气溶胶排放为零,那么全球气温将上升0.4摄氏度左右,而二氧化碳排放为零。在这种情况下(红线),全球气温很可能超过1.5摄氏度的目标,到2100年达到1.75摄氏度左右。

其他温室气体也是全球变暖的重要驱动因素。人为排放的甲烷,特别是account for约四分之一世界经历的历史变暖。

与二氧化碳不同的是,甲烷的大气寿命很短,因此今天排放的气体将在12年后大部分从大气中消失。这就是为什么到2100年,如果所有温室气体排放都降至零,世界将显著变冷的主要原因。与二氧化碳降至零的情况相比,这将导致大约0.5摄氏度的降温。

最后,如果影响气候变化的所有人类排放均落到零 - 包括温室气体和气溶胶 - 那么IPCC结果表明,将有一个短期为20年的颠簸,随后是长期下降。这反映了变暖的反对冲击,因为气溶胶从甲烷水平落下气氛而不是冷却。

最终,阻止非二氧化碳温室气体排放所带来的降温效果,超过了阻止气溶胶排放所带来的升温效果,到2100年,将导致气温下降约0.2摄氏度。

当然,这些只是最好的估计。正如前面所讨论的,即使仅在零二氧化碳的情况下,模型预测的气温升高幅度也在0.3摄氏度到0.3摄氏度之间(尽管这是在全球气温升高约2摄氏度后,碳排放达到零的情况下;在目前全球变暖1.3摄氏度的情况下,立即实现零排放的可能性可能会略小一些)。气溶胶效应的巨大不确定性意味着,将所有温室气体和气溶胶降为零可能会导致0.25摄氏度的额外冷却或升温。

综合所有这些不确定性,对二氧化碳零排放对整个世纪的影响的最佳估计是0摄氏度+/- 0.3摄氏度左右,而温室气体和气溶胶零排放的影响在-0.2摄氏度+/- 0.5摄氏度左右。

即使在零排放未来,也有一种自然变化在未来的变暖中发挥作用。一种最近的论文通过陈周教授和他的同事们认为,东太平洋的自然循环掩盖了一些本来会因历史排放而发生的变暖。

周和同事建议在0.2-0.5c的额外变暖之间发生,即使在零排放世界中,曾经在海洋这部分寒冷温度的历史模式逆转 - 尽管只有一部分这种变暖可能会发生2100次。

其他一些研究人员已经持怀疑态度这表明,太平洋的这些历史模式是否会发生改变,以及何时会发生改变,目前尚不清楚。

这篇文章中的研究都着眼于当前或未来几十年零排放的影响。然而,如果在本世纪晚些时候实现零排放,就有可能锁定更多的碳排放以反馈流程——如永久冻土融化- 在目前的全球温度水平下。

一个比工业化前水平高出3摄氏度或4摄氏度的世界,可能会比现在的世界更严重地锁定未来的变暖,而探索这些影响需要更多的研究。

最后,虽然目前的最佳估计表明,温度将在零排放世界中稳定稳定,并不意味着所有气候影响都会停止恶化。

融化的冰川冰盖海平面上升所有这些都发生得很慢,并且滞后于地表温度的升高。一个零排放的世界仍将导致海平面在未来几个世纪内不断上升一些人估计建议至少额外80厘米的额外海平面上升是“锁定”。

要阻止这些影响,最终可能需要通过降低全球气温来实现净负电,全球温室气体排放,不仅仅是通过达到净零而阻止温度。

更新:本文于30/04/202更新,以澄清ZECMIP实验的详细信息。

来自这个故事的Sharelines
  • 解说:一旦达到净零排放,全球变暖会“停止”吗?
  • 解释者:一旦我们达到净零排放,为什么更多全球变暖不是“不可避免的”

短暂的

专家分析直接到yabo亚博体育app下载您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周碳简报选择的所有重要文章和论文的汇总。亚慱官网输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策

短暂的

专家分析直接到yabo亚博体育app下载您的收件箱。

通过电子邮件获取每日或每周碳简报选择的所有重要文章和论文的汇总。亚慱官网输入你的电邮地址,表示你同意你的资料将按照我们的隐私政策