Melalui bahan bakar fosil yang membakar, manusia dengan cepat memacu tahap karbon dioksida di atmosfer, yang seterusnya menaikkan suhu global. Tetapi tidak semua CO2 dibebaskan daripada pembakaran arang batu, minyak dan gas di udara. Pada masa ini, kira-kira 25% daripada pelepasan karbon yang dihasilkan oleh aktiviti manusia diserap oleh tumbuhan, dan satu lagi jumlah yang sama berakhir di lautan.
Untuk mengetahui sejauh mana bahan api fosil yang dapat kita bawa sambil mengelakkan perubahan iklim yang berbahaya, kita perlu tahu bagaimana "karbon sinks" ini mungkin berubah pada masa depan. A kajian baru diketuai oleh Dr. Sun dan rakan-rakan yang diterbitkan dalam jurnal Amerika Syarikat Prosiding Akademi Sains Kebangsaan menunjukkan tanah itu boleh mengambil sedikit lebih banyak karbon daripada yang kita pikirkan.
Tetapi ia tidak berubah dalam apa cara yang penting berapa cepat kita perlu mengurangkan pelepasan karbon untuk mengelakkan perubahan iklim berbahaya.
Model Berlebihan CO2
Kajian baru menganggarkan bahawa sepanjang tahun 110 yang lalu beberapa model iklim telah meramalkan jumlah CO2 yang kekal di atmosfera, sekitar 16%.
Model tidak direka untuk memberitahu kami apa yang sedang dilakukan oleh atmosfer: inilah pengamatan, dan mereka memberitahu kami bahawa CO2 kepekatan di atmosfer kini berada di bahagian 396 per juta, atau sekitar 118 bahagian per juta berbanding zaman sebelum industri. Pengamatan atmosfera sebenarnya adalah ukuran yang paling tepat dalam kitaran karbon.
Tetapi model, yang digunakan untuk memahami sebab-sebab perubahan dan meneroka masa depan, sering tidak sepadan dengan sempurna pemerhatian. Dalam kajian baru ini, penulis mungkin telah membuat alasan yang menjelaskan mengapa beberapa model menaksir CO2 di atmosfera.
Mencari Daun
Tumbuhan menyerap karbon dioksida dari udara, menggabungkannya dengan air dan cahaya, dan membuat karbohidrat - proses yang dikenali sebagai fotosintesis.
Adalah mantap bahawa sebagai CO2 di atmosfera meningkat, kadar peningkatan fotosintesis. Ini dikenali sebagai CO2 kesan pembajaan.
Tetapi kajian baru menunjukkan bahawa model mungkin tidak betul dengan cara mereka mensintesis fotosintesis. Alasannya adalah bagaimana CO2 bergerak di sekitar dalam daun tumbuhan.
Model menggunakan CO2 kepekatan di dalam sel daun tumbuhan, dalam rongga sub-stomatal yang dipanggil, untuk memacu sensitiviti fotosintesis kepada peningkatan jumlah CO2. Tetapi ini tidak betul.
Kajian baru menunjukkan bahawa CO2 konsentrasi sebenarnya lebih rendah di dalam kloroplas tanaman - ruang kecil sel tumbuhan di mana fotosintesis sebenarnya berlaku. Ini kerana CO2 perlu melalui siri tambahan membran untuk masuk ke kloroplas.
Ini bermakna bahawa fotosintesis berlaku di CO yang lebih rendah2 daripada model menganggap. Tetapi dengan tegas, kerana fotosintesis lebih responsif terhadap peningkatan CO2 pada kepekatan yang lebih rendah, tumbuh-tumbuhan menghilangkan lebih banyak CO2 sebagai tindak balas kepada peningkatan pelepasan daripada model menunjukkan.
Fotosintesis meningkat sebagai CO2 kepekatan meningkat tetapi hanya sehingga satu titik. Pada satu ketika lagi CO2 tidak mempunyai kesan ke atas fotosintesis, yang tetap sama. Ia menjadi tepu.
Tetapi jika kepekatan di dalam daun lebih rendah, titik tepu ini ditangguhkan, dan pertumbuhan dalam fotosintesis lebih tinggi, yang bermaksud lebih banyak CO2 diserap oleh tumbuhan.
Kajian baru menunjukkan bahawa apabila menyumbang kepada isu CO2 diffusivity dalam daun, perbezaan 16 antara model CO2 di atmosfera dan pemerhatian sebenar hilang.
Ia adalah sains yang hebat, yang menghubungkan kerumitan struktur daun ke fungsi sistem Bumi. Kita perlu mengkaji semula cara mereka memodenkan fotosintesis dalam model iklim dan sama ada cara yang lebih baik wujud dalam penemuan baru.
Adakah Perubahan Ini Berapa Banyaknya CO2 Tanah Absorbs?
Kajian ini mencadangkan beberapa model model iklim mensimulasikan berapa banyak karbon yang disimpan oleh tumbuhan, dan akibatnya mensimulasikan berapa banyak karbon masuk ke atmosfera. Tenggelam mungkin sedikit lebih besar - walaupun kita tidak tahu berapa banyak yang lebih besar.
Sekiranya tenggelam tanah berfungsi dengan lebih baik, ini bermakna bahawa untuk penstabilan iklim tertentu, kita perlu melakukan pengurangan karbon sedikit.
Tetapi fotosintesis adalah panjang, jauh sebelum sinki karbon benar dicipta, yang sebenarnya menyimpan karbon untuk masa yang lama.
Mengenai 50% daripada semua CO2 diambil oleh fotosintesis kembali ke atmosfera sejurus selepas melalui pernafasan tumbuhan.
Daripada apa yang masih ada, lebih daripada 90% juga kembali ke atmosfera melalui penguraian mikroba di tanah dan gangguan seperti kebakaran selama beberapa bulan ke tahun - apa yang tinggal, adalah sinki tanah.
Berita Baik, Tetapi Bukan Masa Untuk Kelalaian
Kajian ini adalah berita baik yang baik dan selamat datang, tetapi mereka perlu diletakkan dalam konteks.
Tenggelam tanah mempunyai ketidakpastian yang sangat besar, mereka telah dikuantifikasi dengan baik, dan sebabnya banyak.
Sesetengah model mencadangkan bahawa tanah akan terus menyerap lebih banyak karbon sepanjang abad ini, beberapa meramalkan ia akan menyerap lebih banyak karbon sehingga satu titik, dan ada yang meramalkan bahawa tanah itu akan mula melepaskan karbon - menjadi sumber, bukan tenggelam.
Alasannya adalah pelbagai dan termasuk maklumat yang terhad tentang bagaimana pencairan permafrost akan mempengaruhi takungan karbon yang besar, bagaimana kekurangan nutrien dapat menghadkan pengembangan selanjutnya sinki tanah, dan bagaimana rejim api mungkin berubah di bawah dunia yang lebih hangat.
Ketidaktentuan ini disatukan berkali-kali lebih besar daripada kesan CO daun2 penyebaran. Intinya adalah bahawa manusia terus menguasai apa yang berlaku kepada sistem iklim sepanjang abad yang akan datang, dan apa yang kita lakukan dengan pelepasan rumah hijau akan menentukan trajektorinya.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan
Baca artikel asal.
Mengenai Penulis
Pep Canadell adalah saintis penyelidikan di Lautan CSIRO dan Atmosfer Flagship, dan Pengarah Eksekutif Projek Karbon Global, sebuah projek penyelidikan antarabangsa untuk mengkaji interaksi antara kitaran karbon, iklim, dan aktiviti manusia. Beliau memberi tumpuan kepada penyelidikan kolaboratif dan integratif untuk mengkaji aspek global dan serantau mengenai kitaran karbon dan metana, saiz dan kelemahan kolam karbon bumi, dan laluan kepada penstabilan iklim. Beliau menerbitkan dalam bidang ekologi global dan sains sistem bumi http://goo.gl/Ys7vdF
Kenyataan Pendedahan: Pep Canadell menerima pembiayaan daripada Program Sains Perubahan Iklim Australia.
Buku disyorkan:
The Casino Iklim: Risiko, Ketidakpastian, dan Ekonomi untuk Dunia Memanaskan
oleh William D. Nordhaus. (Penerbit: Yale University Press, Okt. 2013)
Dengan menyatukan semua masalah penting seputar perbahasan iklim, William Nordhaus menjelaskan sains, ekonomi, dan politik yang terlibat - dan langkah-langkah yang diperlukan untuk mengurangkan bahaya pemanasan global. Dengan menggunakan bahasa yang dapat diakses oleh setiap warganegara yang bersangkutan dan berhati-hati untuk menyampaikan sudut pandang yang berbeza, dia membincangkan masalahnya dari awal hingga akhir: dari awal, di mana pemanasan berasal dari penggunaan tenaga peribadi kita, hingga akhir, di mana masyarakat menggunakan peraturan atau cukai atau subsidi untuk melambatkan pelepasan gas yang bertanggungjawab terhadap perubahan iklim. Nordhaus menawarkan analisis baru mengapa dasar-dasar sebelumnya, seperti Protokol Kyoto, gagal memperlambat pelepasan karbon dioksida, bagaimana pendekatan baru dapat berjaya, dan alat dasar mana yang akan mengurangkan pelepasan dengan berkesan. Singkatnya, dia menjelaskan masalah yang menentukan pada zaman kita dan memberikan langkah-langkah penting seterusnya untuk memperlahankan lintasan pemanasan global.
Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon.
