文摘
温室气体排放(温室气体)有助于保持地球的保温温度。没有温室气体,地球将会太冷,没有生命存在。在目前的时代,人类活动,如化石燃料的燃烧排放大量的温室气体到大气中。因此,地球的温度提高到一个令人不安的高水平。停止地球温度的上升,我们必须减少并最终消除温室气体排放。然而,减排可能不会立即导致大气中温室气体水平较低,随着大气中温室气体排放现在可以保持几十年几百年。本文解释了两个重要的温室气体(二氧化碳和甲烷)可能积聚在大气中以及他们的浓度可能会改变未来的减排。
温室气体
温室气体排放(温室气体)是一个重要的组成部分大气和他们控制地球气候的状态。没有温室气体,地球将是一个冻结,无法居住的世界。由于温室气体,地球表面的平均温度大约15°C,但这将是−18°C没有GHGs-approximately增加33°C以上GHG-free气氛。温室气体给我们一个适宜居住的星球。水蒸气(水以气体的形式),二氧化碳(有限公司2(CH)和甲烷4)是最丰富的地球大气层中的温室气体。数千年来,这些温室气体被地球大气层的一部分,因为他们是由自然过程。然而,人类改变了大气中温室气体的含量。我们砍伐树木来清理土地种植作物或使用作为建筑木材。我们燃烧木头和化石燃料,如煤、石油和天然气,和燃烧排放大量的有限公司2到大气中。我们增加了CH4浓度通过煤矿,注入气体通过漏水的管道温暖我们的家园,在开放地区倾倒废物,通过提高大量的牛奶和肉类生产的牛羊。
大气中的温室气体停留多久?
发射后,每个温室气体在大气中呆的时间长度不同。想想就像bathtub-the在浴缸里的水从水龙头取决于输入和输出通过了下水道。大排水孔允许快速去除从浴缸里的水,而水会被保留在浴缸里泡了排水孔是否缩小。同样的原则也解释了温室气体在大气中停留多久(图1)。大气(浴缸)充满了数十亿吨的温室气体排放来自人类活动和下水道自然活动。例如,CH4删除从大气中自然与羟基自由基化学反应,氯、氧(图1 b)。有限公司2删除从大气中吸收光合作用和海洋(图1一个)。两个公司2和CH4产生的数量(流入)和删除(流出)的平衡;流入大于流出。过度排放导致大气中温室气体积累。因此,大气中的温室气体排放现在存在很长一段时间,从几年到世纪。给定的生命周期温室气体在大气中测量所需的时间,除去大气中的释放量的一半。
- 图1 - - - - - -有限公司2和CH4周期,使用一个浴缸的类比。
- 从人类活动流入表明每年排放总量。浴缸的水反映公司的积累2和CH4每年在大气中。更广泛的排水孔CH4浴缸说明CH4删除从大气中比公司更迅速2是删除。最新的政府间气候变化专门委员会(IPCC)的报告提供了更多的细节在温室气体排放和删除1]。这个数字来自的想法https://www.climateinteractive.org/tools/climate-bathtub-simulation/。(一)有限公司2。(B)CH4。
CH4从大气中移除速度比有限公司吗2删除,因为没有化学反应,消除公司吗2从大气中。因此,CH的一生4(10年)短比有限公司2(2]。与CH4、有限公司2不是摧毁它只是从大气进入到存储位置在陆地和海洋,通过流程包括光合作用。有限公司2的形式存储在生态系统碳,这是最终释放回大气中1]。例如,当植物死了,碳储存在植物释放回大气中。在大气中碳的流动,植物和海洋是复杂的,难以理解。计算公司的确切一生2在大气中是困难的,因为这些复杂的过程。而不是一个单一值,科学家们提供了一个范围:每公斤的有限公司2大气中排放,40%仍是100年后,20%在1000年之后,10%在10000年之后(3,4]。
温室气体浓度将如何改变未来?
自然的有限公司2和CH4从大气中并不足以抵消人为排放,所以他们的浓度迅速增加1]。每吨的有限公司2和CH4剩余的大气中导致加热,所以地球的温度上升到一个令人不安的高水平。停止或限制未来全球气温上升,我们必须停止添加有限公司2到大气中。
因为它是不可能预测未来排放将如何改变,专家看一系列不同的结果,称为场景,他们占人口增长和经济增长。我们将着眼于三个不同的排放情况,称为SSP1 SSP2, SSP3;SSP代表“共享社会经济途径”(图2)。SSP1是一个理想的场景中,有一个快速的减少温室气体排放,而SSP3是一个极端的场景中,排放继续上升。SSP2是一个中间的场景,排放逐渐降低,直到本世纪末。将在三种情况下温室气体浓度变化如何?科学家使用电脑模型的气候系统,称为气候模型预测未来的温室气体浓度。在这些模型中,各过程发生在大气中,在陆地上,海洋相互作用。
- 图2 - 3为温室气体排放场景(A, B)及其对大气浓度的影响(C, D)。
- SSP1是一个理想的场景中,迅速减少温室气体排放。SSP2是一个中间的方案。SSP3是一个极端的场景,在该场景中,排放继续上升。1petagram(10亿吨或1×1015克),相当于100000000头大象的重量或400000年奥运会泳池里的水。一个petagram teragram相当于0.001。浓度的比较(ppm)或百万之物质含量。一个ppm相当于1 L游泳池的水;1磅1毫升的水。
未来的CO浓度2和CH4在空气中很大程度上取决于我们现在作出的决定(图2)。没有全球行动遏制温室气体排放(SSP3)有限公司2和CH4浓度通过21世纪将继续增加。这将导致巨大的环境影响。另一方面,如果在SSP2逐渐减少温室气体排放国家,尽管CH4浓度峰值和衰退,有限公司2浓度不会。这是因为CH4大气中的半衰期较短,所以水平将会下降后大约10年内排放量减少,而公司2有很长的半衰期和反应更慢。只要我们保持发射有限公司2,它的浓度将继续上升。大气有限公司2浓度后只能稳定和下降有限公司2排放减少到零,我们采取措施积极从大气中删除它,如SSP1。这将是非常具有挑战性的。
我们必须现在就行动!
总之,每个温室气体的不同大气寿命决定迅速从大气中移除。有限公司2只有经过几十年的浓度稳定或减少减少有限公司2因为它排放大气中半衰期很长。任何短期减少有限公司2排放,就像那些我们已经看到COVID-19大流行期间,没有检测到影响大气CO2浓度或全球温度。最近的研究表明,全球温度将会花很长时间下跌后有限公司2达到零排放。事实上,有限公司2响应时间太长,我们可能不会注意到效果,而我们仍然活着。另一方面,大气CH4减少排放水平反应迅速,所以减少CH4排放是很重要的在短期内阻止全球变暖。
最终,对我们的习惯对气候的影响可以帮助控制/减少气候变化。我们越了解温室气体排放源及其维持大气和气候足迹,更好的我们可以避免他们的计划。这基本信息可以想象我们现在活动和决策将决定未来大气中温室气体水平。不过,有希望战胜气候变化的怪物,但我们都有负责任的行为,开始从我们的日常活动减少温室气体排放。
术语表
浓度:↑的一个特定的气体在大气中。有限公司2比较(ppm)百万之浓度测量和CH4在物质含量。一个ppm相当于一个滴水稀释成大约13加仑的液体。
流入:↑过程/测量的质量。排放进入大气中不同来源的表面可以认为流入。
流出:↑过程/输出质量的措施。大气排放从不同的自然过程可以认为这里流出。
气候模型:↑一组计算机程序,如实验室的一台电脑,可以帮助科学家理解各种因素如何影响地球的气候。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
确认
本研究支持NIES的气候变化和空气质量研究项目。数控还想承认的资金从北极挑战可持续发展第二阶段(ArCS-II;JPMXD1420318865)项目的教育、文化、体育、科学和技术(下边了)。我们感谢年轻的评论家的时间和有价值的建议。我们真诚感谢博士Prabir智利,JAMSTEC乌萨马•希马尼(各种讨论和帮助Negi,信心,Ikshu大大感激他们的建议在最初的草案阶段。
脚注
1。↑排放场景是基于人口和经济增长在未来。看到的:https://tntcat.iiasa.ac.at/SspDb和[5]。
引用
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