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全球变暖:BU的研究为全球气候变化提供了新的视角

由3000多名科学家组成的国际气候变化专门委员会去年发布了第三份全球评估报告,指出人类活动“有可能”是地球气候变化加剧的原因。

IPCC成员、波士顿大学能源与环境研究中心教员阿迪勒·纳贾姆(Adil Najam)教授也认为,二氧化碳对气候有可衡量的影响:“碳基化石燃料的使用增加与全球气候变化之间存在强有力的明确关系……二氧化碳和其他温室气体可能是气候变化的触发因素。”

纳贾姆说,科学家们对全球变暖不再有争议。

“科学评估非常明确。人为引起的全球变暖是一个真实的过程,尽管关于其程度和机制存在争论,甚至是重要的争论,但没有人质疑它是否正在发生。”

燃烧化石燃料产生的二氧化碳在大气中起着选择性过滤器的作用,它允许太阳辐射进入地球。然后,这种气体会阻止来自地球的热量逃逸到太空,从而使大气变暖。

最近,一个由科学家组成的国际团队和波士顿大学的三名研究人员进行了一项研究,利用卫星图像来了解森林在人类活动、碳和气候变化之间的相互作用中所起的作用。bobapp

碳汇是储存大量碳的地理区域。由于树木在光合作用时从大气中吸收二氧化碳,因此它们是天然的碳汇。

碳汇作为抵消人类产生的二氧化碳对全球气候影响的一种方式引起了人们的关注。然而,对于试图测量碳吸收率的研究人员来说,北部森林的广阔轨道在很大程度上是无法到达的。

该研究的作者使用了美国国家海洋和大气管理局提供的卫星图像,观察了1981年至1999年期间森林绿化水平的变化。绿色度是衡量光合作用速率的指标,因此也是衡量树木组织吸收的碳量的指标。然后将该分析与地面测量技术进行比较,以确保新方法的准确性。

“地球的卫星图像在过去20年里一直在积累,”艺术与科学学院地理学副教授、该研究的9位作者之一罗伯特·考夫曼(Robert Kaufmann)说。“这让我们可以做一些以前从未做过的事情:观察全球范围内正在发生的事情。”

这项名为“北方森林木质生物量中的一个大碳汇”的研究,是第一次利用遥感测量森林生物量。在应用卫星技术之前,需要对森林密度和大小进行地面清查以收集这种资料。研究人员将前往森林地点,测量树木的平均高度和宽度,以及一些样本树木的碳含量等变量。

然而,研究人员无法进入北美、俄罗斯和北欧的大片森林。该研究的作者分析了1981年至1999年间使用这些地面技术收集的碳吸收数据,并将其与卫星图像中显示的森林绿化变化进行了比较。由于绿色度的变化与生物量的变化相关,他们就能够建立一个方程来建立绿色度和二氧化碳吸收之间的关系。

这个方程的应用使他们能够推断出在研究期间,北纬30度以北每8平方公里土地(近37亿平方公里森林)每年吸收的二氧化碳量。北纬30度线穿过美国南部边缘。

“现在,我们无法平衡全球碳循环,”考夫曼说。“当我们燃烧化石燃料和砍伐树木时,我们把它排放到大气中,尽管海洋带走了一部分,但我们排放到大气中的碳是有去处的。我们认为,我们可以通过观察植物和树木吸收碳的数量来解释这些缺失的碳。”

准确描述和测量陆地碳汇对制定环境政策至关重要。联合国为减少全球温室气体排放而制定的《京都议定书》(Kyoto Protocol)将为那些专门将森林作为碳汇的国家提供信贷。

考夫曼说:“目前尚不清楚《京都议定书》会产生多大的影响,因为它只将排放量限制在1990年的水平。”“这只是减缓了全球变暖的速度。”

他说:“我认为《京都议定书》还不够,但是我坚信这是朝着正确方向迈出的重要一步。这只是个开始,”纳贾姆说。“即使每个国家都签署了协议,也不会对这个问题产生很大的影响。有更好的解决方案,政府可以利用它们。这些“不后悔”的解决方案是有好处的,即使它们被发现对减缓或阻止气候变化没有任何影响。种植树木,开发和驾驶更节能的汽车,这些都是我们现在可以做的事情,没有条约。”

研究结果表明,北欧、俄罗斯和美国的森林一直在增加碳储量。作者认为,这种模式可能是由于美国改进了防火措施,俄罗斯森林收成下降,北欧国家改进了森林管理技术,以及——具有讽刺意味的是——由于所有这些地区变暖,生长期变长。

加拿大的森林每年吸收和储存的碳量都在减少,这可能是因为火灾发生率的增加减少了森林的面积,真菌和昆虫的侵袭减缓了树木的生长。长得慢的树比长得快的树吸收的碳少。

这项研究提供了一种测量陆地如何吸收人类活动排放到大气中的碳的方法。然而,它没有提供碳排放如何影响气候变化的信息,也没有提供人类如何防止将气候推向如此严重的变化,从而危及生命的信息。

考夫曼说:“我认为人们绝对应该担心。“每个人都应该记住的一个关键统计数据是,地球在上一个冰河时代只比现在低3-4度。”

纳贾姆对这种看似微小的温度变化进行了全面分析。

“在波士顿,任何一天的气温都可能变化6度,但这不会杀死我们。但是,要了解气候变化的影响是什么,你需要了解天气和气候之间的区别:天气是大气在某一时刻的状态,而气候是随着时间的推移,几十年和几个世纪的气候。

“天气波动10度无关紧要,但气候变化1度,影响是深远的。我可以这样解释;如果你不穿毛衣在寒冷的天气里走了一会儿,你会颤抖一下,但不会受伤,但如果你在那里坐了两天,你就会得肺炎。

“就像我们的身体一样,大自然可以应对天气变化,但它很难承受并从长期气候变化中恢复过来,因为长期气候变化会引发其他深远的变化。人们当然可以很容易地承受这样的变化:它改变了作物平衡,它需要改变城市基础设施,因为从来没有下过雪的地方会下雪。

纳贾姆说:“这里的问题是,在过去200年左右的时间里,全球范围内人为引起的全球变暖是否打乱了全球变冷循环,以至于破坏可能是不可逆转的。”

布什总统没有决定加入国际社会的其他国家,同意遵守京都议定书的规定。1990年的《清洁空气法》(Clean Air Act)是政府解决排放和气候变化问题的最新尝试,该法案不承认二氧化碳是一种污染物。

这项研究发表在12月18日的《美国国家科学院院刊》上,可在www.pnas.org上在线查阅。

纳贾姆说:“如果我们要认真对待气候变化,代价将非常高昂。”“无论谁必须应对气候变化的代价,都将淡化气候变化的事实,以避免这个问题。这当然是政策变化的一个棘手问题:做某事的成本必须由今天的人承担,但收益只会影响后代。”

碳汇每年只吸收有限数量的碳,而不是作为不断清除清洁空气的洗涤器。

纳贾姆说:“森林可能会提供暂时的缓解,但它们只是暂时的解决方案。”“你不能在整个星球上造林,即使你可以这样做,它也没有能力吸收我们正在产生的所有碳。”

陆地和海洋每年吸收约34 - 40亿吨二氧化碳,是排放和森林破坏产生的二氧化碳量的一半。

纳贾姆认为,遏制人类活动对全球气候影响的最佳解决方案是任何人都能做到的。

“只有一个解决办法:我们必须大幅减少二氧化碳排放。只有在生活方式上做出有意义的改变才能解决这个问题。在某些方面,普通的本科生是做这件事的最佳人选。如果有足够多的人愿意做一些小的改变,就会让事情发生意想不到的变化。”

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