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“零碳排放”之后，地球就不会再升温了吗？
上传时间：2024-05-24 09:23 来源：芝士水解酶
简介:
如何阻止全球变暖？许多人都知道，大气中过量的二氧化碳会导致全球变暖，那么停止排放二氧化碳、实现净零排放后，地球就不再升温了吗？尽管人们普遍认为，停止排放二氧化碳意味着全球不再变暖，但科学家们尚不能对此“打包票”。
如何阻止全球变暖？许多人都知道，大气中过量的二氧化碳会导致全球变暖，那么停止排放二氧化碳、实现净零排放后，地球就不再升温了吗？尽管人们普遍认为，停止排放二氧化碳意味着全球不再变暖，但科学家们尚不能对此“打包票”。
如何阻止全球变暖？
今天的人类每年向大气中排放了更多的二氧化碳。作为一种温室气体，二氧化碳在大气中的存在会导致全球变暖。要想确保人类和自然生态的安全，人们必须减缓并最终停止全球变暖，这需要人们扭转当前二氧化碳排放量不断增加的趋势，并在最终不再向大气中排放任何二氧化碳。这一结果称为“净零排放”，其中最重要的一个字就是“零”，意味着大气中不再增加二氧化碳。“净”则意味着，如果人们不得不排放二氧化碳，人们必须从大气中去除等量的二氧化碳，使大气中的二氧化碳浓度增量保持为零。
科学家们通过计算预测，当全球碳排放实现“净零”时，地球的温度也许就不再升高[1]，从而稳定住全球变暖的趋势——但人们无法精确地预计全球气温的变化。地球是一个复杂的系统，包含了许多相互作用的部分，当人类真正实现了净零排放，很难说那时会发生什么。然而，这些对未来的预测又是十分重要的——在实现净零排放后，全球气温是上升、下降还是保持不变，关系到人类还能“安全地”排放多少二氧化碳，并保持全球变暖的程度不超出危险水平。零排放承诺预测了全球温度在净零排放后继续升高或降低的程度，而科学家们正努力确定这个数字！
如何计算零排放承诺呢？已知，大气中的二氧化碳会捕获太阳辐射的热量，使地球升温；随着时间的推移，一些碳元素和热量会分散到地球的各个角落，碳会被树木、植物和海洋吸收，而热量主要会被海洋吸收。这两大地球过程会相互作用，调节碳元素和热量分布。只要计算净零排放后这两个过程的变化幅度和速度，人们就能理解全球变暖的发展趋势。然而，这件事比想象得复杂很多！
全球热量的迁移：海洋主导
虽然人们常用“全球变暖”这一术语来描述地表出现的升温现象，但是，升温的不只是地表。实际上，海洋吸收了大气中过量温室气体造成的90%以上的热量，这让海水升温，并在洋流的推动下，将热量扩散到全球各地（图1A）。
由于海洋巨大无比，虽然这点热量不至于让海洋成为一缸热水，但微小的升温也意味着大量的热量被吸收。当人们实现净零、大气中的温室气体含量趋于稳定，大气捕获的热量也因此停止增加，海洋吸收的热量将逐渐减少（图1B）。单从这个因素来看，海洋吸热的减少反而导致更多的热量留在大气中，使得达到净零后全球继续变暖（图1C）。不过，科学家们还不清楚这种升温可能导致的程度和速度。
图1 - A. 今天，人类仍然在排放温室气体，所以越来越多的热量被捕获在大气中。海洋吸收了大部分热量。
B. 当实现净零时，大气中不会再有二氧化碳。这意味着大气捕获的热量将停止增加，海洋吸收的热量将开始减慢。
经过很长一段时间，海洋最终将与大气达到新的平衡。C. 就其本身而言，这种不断减少的海洋热量吸收将导致更多的
热量留在大气中，导致更多的全球变暖
举个例子，在大西洋海洋表面吸收的热量会通过各种混合过程输送到深海，其中一种过程称为环流翻转。这种海水流动过程就像是一条巨大的海洋传送带，将热量从南半球传送至北半球，降温、沉淀后重新变回冷水，再返回南方。随着全球变暖，科学家们预计翻转过程会减弱，但还没法计算减弱的程度和速度。这些过程的改变将可能导致海洋深水中吸收、储存的热量减少，反过来又会使更多热量滞留在大气中，加剧全球变暖。
碳的全球移动：碳的循环
当人们燃烧化石燃料时，碳元素会从稳定的地下固体形式（如煤炭）变成气态二氧化碳，而气态的二氧化碳会在大气中扩散，阻止热量逃逸到太空中。要了解碳在地球上的移动，首先要弄清两个概念——碳汇和碳源，以及它们之间的平衡。
碳汇是指像树木这样，吸收并储存碳、使大气中的碳含量降低的过程和活动；碳源则相反，是指像燃烧煤炭这样，向大气中转移碳元素的过程和活动（图2A）。当实现净零、停止排放二氧化碳后，大气中的碳会缓慢地被植物、土壤和海洋吸收（图2B），从而使地球上的碳重新分配到陆地和海洋中。比如，海草利用二氧化碳进行光合作用，将其转化为海草茎、叶和根中的碳。随着碳元素进入到类似的碳库中，大气中的二氧化碳含量应该减少，也有助于净零后地球温度的下降（图2C）。
图2-A. 今天，人类仍在向大气中释放越来越多的二氧化碳。像森林这样的碳汇正在吸收其中的一些二氧化碳，
但是进入大气中的二氧化碳仍然比排出的要多得多。B. 在净零时，随着人类活动的碳源减少到零，大气中的二氧化碳
浓度将停止增加。C. 随着时间的推移，大气中的二氧化碳将被森林和其他碳汇吸收。这将减少大气中的二氧化碳量，
而二氧化碳本身就会导致冷却
恢复生态系统、保护森林和泥炭地也有助于土地吸收碳元素，从大气中移除二氧化碳。然而，频繁发生的野火、冻土融化等过程会减少土地容纳的碳，从而起到相反的作用。野火会将碳汇转变为碳源，增加大气中的二氧化碳含量。在气温升高、降雨模式变化的情况下，土地碳平衡的稳定性有所降低，这成为净零后地球整体温度变化的不确定性的一个来源。
升温还是降温，这是个问题
总结一下：海洋吸收热量的减缓将导致全球气温上升，而大气中二氧化碳的减少则导致气温的下降！那么，谁能占据上风呢？要理解净零后到底会发生什么，人们需要知道这两种变化各自的程度和速度。
图3 为了确定零排放承诺后地球全球温度的变化，人们必须了解降温还是升温会主导。海洋吸热下降可能导致
全球变暖加剧，而大气中二氧化碳浓度下降可能导致全球变冷，两者之间的平衡将决定最终是否会进一步变暖、部分
变冷或全球平均温度没有变化
根据现有的信息，科学家们认为，目前最可能的情况是两个过程以相同的速率、相同的力量，在相反方向上发挥作用。目前看来，海洋热量吸收减缓造成的气温上升与大气中二氧化碳减少造成的气温下降幅度相同。如果在净零之后，这两个过程确实相互抵消，那么全球气温将不会继续变化……然而，由于两个过程的复杂性，这样的预测实在是充满挑战，仍是许多科学家面前的棘手难题。
此外，热量和碳变化之间的“拉锯战”也可能随着时间的推移而改变，零排放承诺的值也与人们想要计算的时间幅度有关。一些过程，如土地对二氧化碳变化的反应，会在净零之后很快产生影响；另一些过程，如融化的冰层，需要很长时间才能适应新的热碳平衡。这意味着，净零后50年与净零后1000年的温度变化可能大不相同。幸运的是，与过去1000年相比，人们更了解过去50年的情况。
零排放承诺对人类意味着什么？
首先，最重要的是，人们应该尽快努力实现二氧化碳的“净零排放”目标，这是人类阻止全球变暖的最佳机会。如果人们能确信，全球变暖将在实现净零排放后停止，那么许多气候变化问题将得到直接地解决。
不过，如果人们实现净零排放后，全球变暖仍在持续，人们将不得不需要一系列的应对措施：一些科学家正在研究新的方法，能将大气中的二氧化碳抽出并永久储存在地下，但这一技术还需一段时间才能成熟并得到安全、大规模地推广。这类直接移除碳元素的方案可以在任何环境变暖的场景之中发挥作用，但如果净零之后变暖仍在继续，人们将不得不加快这些方案的落地。更重要的是，碳移除方案甚至可能在遥远的未来逆转全球变暖趋势。
其次，值得注意的是，即使全球变暖得到遏制，部分地区的地球环境仍将继续变化。比如，北极和南极的附近的海冰将继续融化成百上千年，增加海洋的水量，使海平面继续上升，即使全球变暖程度并未进一步加剧。不论零排放承诺目标如何，人们仍需要解决这些问题。
总之，科学家们仍在努力研究净零排放后全球气温的变化情况，以便为今天的人类寻找最佳的碳排放决策。尽管这些过程错综复杂，但只有理解地球上的热、碳移动，以及它们对气温的影响，人们才能卓有成效地为未来做好准备。无论地球气温在净零后下降、上升还是保持不变，只有尽快实现净零排放，人们才有更多时间应对未来的挑战，最大限度地保护地球上的所有居民。
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