2017年10月30日,世界氣象組織(WMO)發(fā)布的《WMO溫室氣體公報(bào)》(WMO Greenhouse Gas Bulletin)顯示,快速增長的大氣二氧化碳(CO2)及其它溫室氣體(GHG)水平有可能引發(fā)氣候系統(tǒng)不可預(yù)測的變化,由于強(qiáng)烈的正反饋,導(dǎo)致嚴(yán)重的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)破壞。
該公報(bào)的主要內(nèi)容如下:
(1)CO2濃度、來源及貢獻(xiàn)
①CO2是大氣中最重要的人為溫室氣體,貢獻(xiàn)了約65%的長壽命溫室氣體輻射強(qiáng)迫。工業(yè)化前,全球大氣中CO2平均濃度為278 ppm,代表了大氣、海洋和陸地生物圈之間通量的平衡。
②2016年全球大氣中的平均CO2平均濃度已上升至403.3 ppm,打破了2015年400 ppm的歷史記錄,達(dá)到了工業(yè)化前水平的145%。
③大氣中CO2主要來自化石燃料燃燒、
水泥生產(chǎn)、森林破壞及其他土地利用變化產(chǎn)生的排放。
④CO2對過去10年輻射強(qiáng)迫增幅的貢獻(xiàn)約為82%,對過去5年溫室氣體濃度增幅的貢獻(xiàn)約為83%。
(2)過去CO2變化的進(jìn)程和機(jī)制
①CO2緩慢增長期。在18000~13000年前,CO2濃度升高較為緩慢,每1千年約升高10 ppm。南大洋海冰和生物活動(dòng)減少、海洋溫度和鹽度的變化導(dǎo)致深海儲存的
碳排放增加是這種緩慢變化的主要原因。
②CO2突然增加期。16000年前、15000年前和12000年前這3個(gè)時(shí)期CO2濃度的快速變化幾乎占冰消期CO2總增長量的一半(增加10~15 ppm),主要與海洋環(huán)流模式的突變有關(guān)。相比之下,在過去的150年中,化石燃料燃燒使CO2增加了120 ppm。
③CO2穩(wěn)定停滯期。每次大氣中CO2濃度快速增長后會(huì)進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài),這種狀態(tài)能持續(xù)大約1000~1500年。雖然對這些穩(wěn)定狀態(tài)的解釋仍有爭議,但較為合理的影響因素包括冰蓋融化造成的海洋環(huán)流變化、陸地植物生長的緩慢變化以及CO2快速增長后發(fā)生的海洋—大氣交換變化。
(3)高CO2濃度及其影響
①最近一次大氣中CO2濃度超過400 ppm發(fā)生在300~500萬年前的上新世中期。在此期間,全球平均地面溫度比今天高2~3 ℃,格陵蘭和西南極洲的冰蓋、甚至是東南極洲部分區(qū)域的冰都發(fā)生了融化,造成海平面比今天升高了10~20 m。
②大氣中CO2濃度達(dá)到400~650 ppm發(fā)生在1500~1700萬年前的中新世中期,全球平均地面氣溫比今天高3~4 ℃。在最暖的間冰期,東南極洲的冰蓋退縮到了南極洲的內(nèi)部,海平面上升了40 m。
③在3400萬年之前,大氣CO2水平通常高于1000 ppm,溫度過高導(dǎo)致南極冰蓋并不存在。
(4)甲烷(CH4)
甲烷貢獻(xiàn)了約17%的長壽命溫室氣體輻射強(qiáng)迫。大氣中40%的甲烷屬于自然排放,60%來自人為排放(如飼養(yǎng)反芻動(dòng)物、水稻種植、化石燃料開采、垃圾填埋和生物質(zhì)燃燒等)。由于人為排放的增加,2016年全球大氣中甲烷平均濃度打破了歷史記錄,達(dá)到1853 ± 2 ppb,與上一年相比增加了9 ppb,是工業(yè)化前水平(722 ppb)的257%。熱帶濕地以及北半球中緯度地區(qū)人為甲烷排放驅(qū)動(dòng)了全球大氣中甲烷平均濃度的增加。
(5)氧化亞氮(N2O)
氧化亞氮是總輻射強(qiáng)迫的第3大貢獻(xiàn)因子,貢獻(xiàn)了約6%的長壽命溫室氣體輻射強(qiáng)迫。大氣中60%的氧化亞氮屬于自然排放,40%來自人為排放,包括海洋、土壤、生物質(zhì)燃燒、化肥使用和各類工業(yè)過程。2016年,全球大氣中氧化亞氮平均濃度為328.9 ± 0.1 ppb,比前一年高0.8 ppb,是工業(yè)化前水平(270 ppb)的122%。2015—2016年的年增幅略低于過去10年的年平均增長率(0.9 ppb/年)。農(nóng)業(yè)化肥使用量增加導(dǎo)致的土壤中的氧化亞氮釋放增加可能是大氣中氧化亞氮濃度上升的主因。
(6)其他溫室氣體
六氟化硫(SF6)是一種強(qiáng)效的長壽命溫室氣體,屬于
化工產(chǎn)品,主要作為配電設(shè)備的電絕緣材料。2016年,全球大氣中六氟化硫平均濃度已增加至20世紀(jì)90年代中期的2倍。損耗平流層臭氧的氯氟碳化物(CFC)以及微量鹵化氣體貢獻(xiàn)了約11%的長壽命溫室氣體輻射強(qiáng)迫。盡管氯氟碳化物正在減少,但同為強(qiáng)效溫室氣體的氫氯氟碳化物和氫氟碳化物(HCFC)正在相對快速地增長。
轉(zhuǎn)載引用請注明來源:中國科學(xué)院蘭州文獻(xiàn)情報(bào)中心《氣候變化科學(xué)動(dòng)態(tài)監(jiān)測快報(bào)》2017年第22期