全球二氧化碳排放量在疫情影响下减少 全球变暖会缓解吗?

2020-06-16 11:21 来源:新浪科技综合

来源:该站的连续报告显示,今年2月中国的二氧化碳排放量比往年同期减少了四分之一。英国创下了不使用煤发电的纪录,因为在疫情期间,全国电力需求下降,而整个欧洲电力系统的一氧化碳排放量减少了39%。放眼世界,国际能源机构估计今年全球二氧化碳排放量将减少8%。

这种流行病对一氧化碳排放的影响也引起了科学界的关注。自然科学领域的国际期刊《自然气候变化》最近的一项研究发现,截至2020年4月初,全球每日二氧化碳排放量比2019年的平均水平下降了17%。然而,另一篇由中国科学家领导并在科学文献预印平台arxiv上发表的论文指出,2020年第一季度全球二氧化碳排放量减少了5.8%(5.42亿吨),其中工业和交通贡献最大。

一个或许令人惊讶的事实是,这种新流行疾病对全球二氧化碳排放量的贡献将达到2008年金融危机和过去100年社会事件(包括第二次世界大战)的6倍。

那么,人类何时开始监测一氧化碳的?大气中的一氧化碳浓度平时是如何变化的?作为主要的温室气体之一,受疫情影响的二氧化碳排放量的减少会减缓全球变暖吗?

全球CO排放量相较于前一年的变化,2020年预估值显示为红色。(图片来源:国际能源署Global  Energy  Review)

与前一年全球二氧化碳排放量的变化相比,2020年的估计值以红色显示。(图片来源:国际能源署全球能源评论)基林曲线:为大气CO浓度绘制心电图

说到大气中的一氧化碳,我们不得不提到一个名叫“基林曲线”的人和他的“基林曲线”。1953年,一个叫查理斯大卫基林的年轻人在加州理工学院开始了他的博士后生涯。他的研究课题是从黄冈岩石中提取铀用于核工业。像许多不同寻常的天才一样,基林对自己最初的研究课题不感兴趣,而是专注于地表水、石灰石和大气中一氧化碳之间的碳酸盐平衡。在导师的支持下,他开始使用精密气体压力计测量大气和酸化水中的一氧化碳。从加利福尼亚海岸出发,基林走出奥林匹克岛的雨林,走进亚利桑那州的高山和茂密的森林。当时,他没有意识到他正在写人类观测大气一氧化碳的历史

后来,基林的调查活动引起了美国气象局和斯克里普斯海洋学研究所专家的注意。在一项基金的支持下,他购买了四台红外气体分析仪,并在夏威夷岛上的莫纳罗亚山安装了其中一台。1958年3月的一天,基林写下了313ppm的值,这是“基林曲线”的起点。到目前为止,该站仍然每天更新大气中的一氧化碳浓度数据,现在这个数字已经超过了410ppm。

大气CO浓度的变化特征:波动中上升

“基林曲线”的连续记录带来了两个重要的发现:大自然的季节性“呼吸”和化石燃料燃烧引起的大气中一氧化碳浓度的持续上升。

每年从五月到九月,北半球的一切都在生长。植物通过光合作用吸收二氧化碳,导致大气中二氧化碳浓度持续下降。10月以后,随着北半球变冷并进入冬季,大气中的一氧化碳浓度逐渐恢复。正如基林所说,“在人类历史上,我们第一次看到了大自然的气息。”

全球CO排放量相较于前一年的变化,2020年预估值显示为红色。(图片来源:国际能源署Global  Energy  Review)

与前一年全球二氧化碳排放量的变化相比,2020年的估计值以红色显示。(图片来源:国际能源署全球能源评论)2002年,基林因其科学意识和与时俱进的毅力被授予“美国国家科学奖”。2005年,毕生致力于大气一氧化碳监测的基林离开了人世。在人类尚未意识到全球变暖的时代,正是基林的创新和坚持开创了连续直接观测大气中一氧化碳浓度的历史。

现在,利用极地冰芯中的一氧化碳记录,“基林曲线”已经延伸到80万年前。我们可以知道,在寒冷的冰河时期,地球大气中一氧化碳的浓度约为百万分之200。即使在温暖的间冰期,人类活动之前,这个数值也只有大约280ppm。自工业革命以来,化石燃料的大量燃烧加速了一氧化碳的排放,人类对环境的影响是一个不争的事实。

查理斯•大卫•基林(图片来源:斯克里普斯海洋研究所)。科学研究也需要“一生一事”的匠人精神

查理斯大卫基林(照片来源:斯克里普斯海洋学研究所)。科学研究也需要“一生一物”的工匠精神,疫情导致的CO排放量下降可以缓解全球变暖吗?

尽管大自然的“呼吸”给大气中的一氧化碳浓度带来了季节性的波动,但“基林曲线”记录显示,在新的冠状病毒流行之前,大气中的一氧化碳浓度总体上持续上升。那么,受疫情影响的全球一氧化碳排放量下降会改变这一趋势吗?

根据“基林曲线”的历史记录,结合对人为排放和气候条件的预测结果,英国气象局预测,2020年全球一氧化碳浓度将比去年增加2.80ppm(0.57)。然而,如果考虑到在新的皇冠流行病影响下全球一氧化碳排放减少8%的因素,预计的一氧化碳浓度增加将被修正为2.48ppm——。尽管全球一氧化碳排放的减少导致今年一氧化碳浓度增加的减少,但排放仍在继续,大气中的一氧化碳浓度仍在上升。

在莫纳罗亚山观测和预测大气中的一氧化碳浓度,曲线代表季节变化,直线代表年平均值,红色是2020年大气中一氧化碳浓度的初始预测值,蓝色是考虑新的树冠流行病影响后的修正值。(照片来源:气象局)

二氧化碳是主要的温室气体,寿命长达200年。尽管这种流行病已经导致二氧化碳排放量有所减少,但其影响只是沧海一粟。因此,目前全球大气中一氧化碳浓度增加的趋势不会改变,全球变暖将继续。

此外,全球大气中一氧化碳的年浓度也将受到厄尔尼诺等气候条件的影响。我们知道一氧化碳溶于水,溶解速度与水体的温度有关。占地球表面70%的海洋是一氧化碳的自然汇(吸收大气中的一氧化碳)。

据国家气候中心5月8日报道:“自2019年11月以来,赤道中东太平洋已经进入并保持厄尔尼诺状态。厄尔尼诺3.4指数连续5个月的移动平均值分别为0.6、0.5、0.5、0.5和0.5。根据判断厄尔尼诺/拉尼娜事件的国家标准,厄尔尼诺事件(强度较弱)已经正式形成。

厄尔尼诺指数。(图片来源:国家气候中心)

厄尔尼诺指数。(图片来源:国家气候中心)虽然几个气候中心预测弱厄尔尼诺事件不会持续,并将在今年夏天变得中性,但之前增加的太平洋海温将在一定程度上影响海洋溶解一氧化碳的能力,并在一定程度上抵消新的皇冠流行病下一氧化碳排放量的减少。

气候变化形势依旧严峻,人类或面临未来世界分水岭

在这种情况下,新皇冠流行病的“黑天鹅事件”对全球变暖的影响有限。我们仍然面临着一个频繁出现极端天气的世界。为了适应和减缓气候变化,国际合作是唯一的选择。

《巴黎协定》旨在将全球变暖控制在2以内,并将这一阈值降低到1.5。研究表明,将气温上升降低0.5可以减少未来全球季风区面临极端降水事件的人口。这种影响在脆弱的南非季风区最为明显,其次是南亚季风区和东亚季风区。当我们把重点放在应对气候变化能力较弱的非洲时,另一项研究表明,如果到本世纪末全球变暖能够控制在1.5,非洲极端热浪的发生频率将显著降低,这里的旱涝灾害将受到影响。对这片古老土地上的许多人来说,0.5的升温差异具有深远的意义。

不仅仅是非洲。放眼世界,全人类都在经受气候变化的考验,这一流行病对人类社会的各个方面都产生了深远的影响,进一步增加了国际合作的不确定性。在这种流行病下二氧化碳排放量的减少表明全球变暖正在减缓。疫情过后,世界经济将如何复苏?也许在那个时候,这是人类真正必须面对的选择和考验。