今年5月,澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)組織(CSIRO)大氣科學(xué)家PaulKrummel在寫給科學(xué)家的一封信中表示:“在過去的4天里,格里姆角的二氧化碳水平已經(jīng)超過了400ppm(百萬分之一)。”這個數(shù)值表明大氣中的二氧化碳水平正在進(jìn)入一個危險的區(qū)域——比作為工業(yè)時代開端的19世紀(jì)升高了約280ppm。

　　類似的消息已經(jīng)見怪不怪,最近幾年,我們經(jīng)?？梢钥吹筋愃?ldquo;全球溫室氣體濃度再創(chuàng)新高”的消息。比如,2015年11月,世界氣象組織也曾向外界透露過這樣的消息:由于人類工農(nóng)業(yè)等活動產(chǎn)生的二氧化碳、甲烷等長期存在,地球大氣的輻射強(qiáng)迫水平從1990年到2014年上升了36%。

　　自工業(yè)革命以來,大氣中的絕對二氧化碳含量一直在上升。主要來自化石能源的消耗、火山活動、人類和動物的呼吸運動及其他方面。而植物的光合作用是消耗二氧化碳的“主力軍”。

　　海洋也可以吸收大氣中的二氧化碳,但近些年來,由于物理及生物變化,海洋吸收二氧化碳的能力被削弱,更多的二氧化碳因此留存在了大氣中。首先,海洋表面變暖削弱了其吸收二氧化碳的能力。此外,由于海面變暖后水體質(zhì)量變輕,與深海的交流變少,進(jìn)一步降低了海洋吸收二氧化碳的能力。反過來,海洋水體混合變少意味著能浮上海洋表面的養(yǎng)分變少,這改變了海洋生態(tài),減少了海洋生物對碳的攝入。

　　前澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織成員、澳大利亞國立大學(xué)學(xué)者邁克爾·勞帕赫(MichaelRaupach)表示,土地和海洋吸收了約一半的二氧化碳排放。雖然每年的情況都會有所變化,但已有初步規(guī)律表明,海洋吸收二氧化碳速度正在放緩,已經(jīng)跟不上大氣中二氧化碳濃度的增速。

　　植物的功勞:二氧化碳含量增速出現(xiàn)停滯

　　不過,二氧化碳含量的飆升,帶來的不全是全球變暖這樣的壞消息,它也會導(dǎo)致另一個我們知之甚少的后果。

　　一個由世界各地科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊研究了33年來的衛(wèi)星數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn):在過去的33年里,由于二氧化碳含量的上升,世界變得更加綠色了。同時,碳排放的增加也導(dǎo)致草木和植物上的樹葉變得越來越多。

　　為什么會這樣?研究者說二氧化碳能夠產(chǎn)生肥力效應(yīng)。植物通過光合作用吸收空氣中的二氧化碳,而隨著空氣中二氧化碳的增加,植物、草木甚至糧食作物都會生長得更快,而這一點在氣候溫暖的地方表現(xiàn)得更加明顯。并且,隨著大氣中二氧化碳的含量攀升到如今的水平,地球表面的草木數(shù)量也在急劇增加。

　　肥力效應(yīng)對全球二氧化碳含量的影響有多大?來自《自然·通訊》的氣候科學(xué)研究報告顯示,雖然人類活動造成的二氧化碳排放仍在增加,但大氣二氧化碳含量的增長率卻出現(xiàn)了暫時停滯。

　　研究者認(rèn)為,這是由于陸地植被碳吸收增強(qiáng),減少了二氧化碳排放在大氣中的留存比例。相關(guān)研究報告顯示,在過去的33年中,世界綠化的面積增加了1800萬平方公里,這大約是美國國土面積的兩倍。這樣的增長已經(jīng)足以對水循環(huán)系統(tǒng)以及氣候體系中的碳產(chǎn)生重大改變。一方面,大氣二氧化碳含量提高增強(qiáng)了光合作用,但另一方面,全球溫度上升減緩也減弱了釋放二氧化碳的呼吸作用。這兩種因素都意味著植物吸收了更多的二氧化碳。因此,從2002年到2014年,大氣二氧化碳的蓄積速率每年約降低了2.2%。

　　不過,研究團(tuán)隊提醒,大氣二氧化碳含量增長率的減緩很可能是暫時的,在絕對二氧化碳含量持續(xù)上升的條件下,植物碳儲存增加也無法解決氣候變化問題。

　　科學(xué)家的方案:“掩埋”二氧化碳

　　當(dāng)然,從二氧化碳排放源頭來看,許多國家也在努力降低碳排放。一份最新的研究報告顯示,2016年全球二氧化碳排放量將只增長0.2%,這已經(jīng)是連續(xù)第三年排放量幾乎沒有變化。

　　在21世紀(jì)頭十年,全球二氧化碳排放量每年還增長3%。中國二氧化碳排放量占全球的約30%,由于經(jīng)濟(jì)增速放緩以及燃煤減少,2016年中國二氧化碳排放量將減少0.5%。美國的排放量預(yù)計減少1.7%。天然氣、風(fēng)能和太陽能在發(fā)電過程中將逐步取代煤炭。

　　科學(xué)家甚至想出了“掩埋”二氧化碳的辦法。研究人員一直在研究以固體形式將二氧化碳儲存在地下、特別是儲存在玄武巖中的方法。玄武巖是一種火山巖,地球表層約70%由它構(gòu)成。當(dāng)它接觸到二氧化碳和水時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可以把二氧化碳變成白堊狀的固體材料。

　　科研人員以前曾以為這種化學(xué)反應(yīng)需要數(shù)千年時間才能完成,但新研究顯示實際只需數(shù)年時間。

　　據(jù)美國《科學(xué)美國人》網(wǎng)站11月18日報道,美國華盛頓州“瓦盧拉玄武巖試驗計劃”的科研人員將二氧化碳注入玄武巖構(gòu)造層,發(fā)現(xiàn)液化的二氧化碳后來變成了固體巖石。太平洋西北國家實驗室的研究人員進(jìn)行的此項研究表明,經(jīng)過大約兩年的時間,二氧化碳固化成了一種名為富鐵白云石的礦石。這項研究證實了地球的主要巖石玄武巖可用于永久安全儲存二氧化碳。

　　今年早些時候,冰島“碳固定”項目取得成功。研究人員將一家地?zé)岚l(fā)電廠富含二氧化碳的火山氣體注入地下深處、新近形成了玄武巖構(gòu)造層,這些二氧化碳通過化學(xué)反應(yīng)用了約兩年時間變成了固體。

　　上述研究結(jié)果如能大規(guī)模應(yīng)用,有望降低二氧化碳排放量,但能否降低成本還是一大挑戰(zhàn)。

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