Благодаря сжиганию ископаемого топлива люди быстро поднимают уровни углекислого газа в атмосфере, что, в свою очередь, повышает глобальную температуру. Но не все CO2 освобожденный от сжигания угля, нефти и газа остается в воздухе. В настоящее время около 25% выбросов углерода, вызванных деятельностью человека, поглощается растениями, а другое подобное количество заканчивается в океане.
Чтобы узнать, сколько топливных ископаемых можно сжигать, избегая опасных уровней изменения климата, нам нужно знать, как эти «поглощение углерода» могут измениться в будущем. Новое исследование во главе с доктором Солнцем и коллегами, опубликованными в журнале США. Труды Национальной академии наук показывают, что земля может поглотить немного больше углерода, чем мы думали.
Но это не меняет каким-либо значительным образом, как быстро мы должны уменьшать выбросы углерода, чтобы избежать опасного изменения климата.
Модели переоценивают CO2
Согласно новому исследованию, за прошедшие 110 годы некоторые модели климата переоценили количество СО2 который остается в атмосфере примерно на 16%.
Модели не предназначены для того, чтобы рассказать нам, что делает атмосфера: для этого нужны наблюдения, и они говорят нам, что CO2 концентрации в атмосфере в настоящее время превышают части 396 на миллион или около 118 частей на миллион в доиндустриальные времена. Эти атмосферные наблюдения на самом деле являются наиболее точными измерениями углеродного цикла.
Но модели, которые используются для понимания причин изменений и изучения будущего, часто не полностью соответствуют наблюдениям. В этом новом исследовании авторы, возможно, придумали причину, объясняющую, почему некоторые модели переоценивают CO2 в атмосфере.
Глядя на листья
Растения поглощают углекислый газ из воздуха, объединить его с водой и светом, и сделать углеводы - процесс, известный как фотосинтез.
Хорошо известно, что в качестве СО2 в атмосфере увеличивается скорость фотосинтеза. Это называется CO2 эффект оплодотворения.
Но новое исследование показывает, что модели могут не иметь абсолютно правильного способа имитации фотосинтеза. Причины сводятся к тому, как CO2 перемещается внутри листа растения.
Модели используют CO2 концентрация внутри листовых клеток растения в так называемой субтухальной полости, чтобы повысить чувствительность фотосинтеза до увеличения количества СО2, Но это не совсем правильно.
Новое исследование показывает, что СО2 концентрации на самом деле ниже внутри хлоропластов растения - крошечных камер растительной клетки, где фактически происходит фотосинтез. Это связано с тем, что CO2 должен пройти через дополнительные серии мембран, чтобы попасть в хлоропласты.
Это означает, что фотосинтез происходит при более низких значениях СО2 чем предполагают модели. Но контринтуитивно, потому что фотосинтез более чувствителен к увеличению уровня СО2 при более низких концентрациях растения удаляют больше СО2 в ответ на увеличение выбросов, чем показывают модели.
Фотосинтез увеличивается как СО2 концентрации увеличиваются, но только до точки. В какой-то момент больше СО2 не влияет на фотосинтез, который остается неизменным. Он становится насыщенным.
Но если концентрации внутри листа ниже, эта точка насыщения задерживается, а рост фотосинтеза выше, что означает больше СО2 поглощается растением.
Новое исследование показывает, что при учете вопроса о СО2 диффузия в листе, разница 16% между смоделированным CO2 в атмосфере и реальные наблюдения исчезают.
Это отличная, аккуратная наука, которая связывает тонкости структуры листового уровня с функционированием системы Земли. Нам нужно будет пересмотреть их, как мы моделируем фотосинтез в климатических моделях, и есть ли лучший способ в свете новых результатов.
Это меняет, сколько СО2 Земля поглощает?
Это исследование показывает, что некоторые модели климатических моделей недостаточно моделируют, сколько углерода хранится растениями, и, как следствие, чрезмерно имитировать, сколько углерода попадает в атмосферу. Раковина земли может быть немного больше - хотя мы еще не знаем, сколько еще больше.
Если наземная раковина улучшает работу, это означает, что для данной климатической стабилизации нам придется немного снизить углеродное смягчение.
Но фотосинтез длинный, долгий путь, прежде чем создается настоящий поглотитель углерода, который на самом деле хранит углерод в течение длительного времени.
О 50% всего CO2 взятый фотосинтезом, восходит к атмосфере вскоре после дыхания растений.
Из того, что осталось, больше, чем 90%, также возвращается обратно в атмосферу через микробное разложение в почвах и нарушениях, таких как пожар в течение следующих месяцев до нескольких лет - то, что остается, является раковиной.
Хорошие новости, но не время для самодовольства
Исследование представляет собой редкую и приветствуемую часть возможных хороших новостей, но их нужно размещать в контексте.
У раковины земли очень большие неопределенности, они были хорошо оценены, и причины несколько.
Некоторые модели предполагают, что земля будет продолжать поглощать больше углерода в течение всего столетия, некоторые предсказывают, что она поглотит больше углерода до определенной точки, а некоторые предсказывают, что земля начнет выпускать углерод - становится источником, а не раковиной.
Причины множественные и включают ограниченную информацию о том, как оттаивание вечной мерзлоты будет влиять на большие угольные пласты, как отсутствие питательных веществ может ограничить дальнейшее расширение наземного стока и как режимы огня могут измениться в более теплом мире.
Эти неопределенности, собранные вместе, во много раз больше возможного влияния листового СО2 диффузия. Суть в том, что люди продолжают полностью контролировать то, что происходит с климатической системой в течение ближайших столетий, и то, что мы делаем с выбросами парниковых газов, будет в значительной степени определять ее траекторию.
Эта статья изначально была опубликована в Беседа
Читать оригинал статьи.
Об авторе
Пеп Канаделл является научным сотрудником в CSIRO Oceans and Atmosphere Flagship и исполнительным директором Глобального углеродного проекта, международного исследовательского проекта по изучению взаимодействия между углеродным циклом, климатом и деятельностью человека. Он фокусируется на совместных и интегративных исследованиях для изучения глобальных и региональных аспектов циклов углерода и метана, размера и уязвимости пулов углеродных углерода и путей к стабилизации климата. Он публикует в области глобальной экологии и наук о Земле http://goo.gl/Ys7vdF
Раскрытие информации Заявление: Пеп Канаделл получает финансирование от Австралийской программы научных исследований в области изменения климата.
Рекомендуемые книги:
Климата казино: Риск, неопределенность и экономика для потепление на земном шаре
Уильямом Д. Нордхаусом. (Издательство: Yale University Press, октябрь 2013)
Сводя воедино все важные вопросы, связанные с дебатами о климате, Уильям Нордхаус описывает вовлеченные в них науку, экономику и политику, а также шаги, необходимые для уменьшения опасности глобального потепления. Используя язык, доступный любому заинтересованному гражданину, и заботясь о справедливом изложении различных точек зрения, он обсуждает проблему от начала до конца: от начала, где потепление возникает в результате нашего личного использования энергии, до конца, когда общества применяют правила или налоги или субсидии для замедления выбросов газов, вызывающих изменение климата. Nordhaus предлагает новый анализ того, почему прежние меры политики, такие как Киотский протокол, не смогли снизить выбросы углекислого газа, как новые подходы могут быть успешными и какие инструменты политики позволят наиболее эффективно сократить выбросы. Короче говоря, он проясняет определяющую проблему нашего времени и излагает следующие важные шаги для замедления траектории глобального потепления.
Нажмите здесь для получения дополнительной информации и / или заказать эту книгу на Amazon.
