Thông qua việc đốt nhiên liệu hóa thạch, con người đang nhanh chóng tăng mức độ carbon dioxide trong khí quyển, do đó làm tăng nhiệt độ toàn cầu. Nhưng không phải tất cả CO2 phát hành từ đốt than, dầu và khí ở lại trong không khí. Hiện tại, khoảng 25% lượng khí thải carbon do hoạt động của con người tạo ra được hấp thụ bởi thực vật và một lượng tương tự khác kết thúc ở đại dương.
Để biết chúng ta có thể đốt thêm bao nhiêu nhiên liệu hóa thạch trong khi tránh được mức độ nguy hiểm của biến đổi khí hậu, chúng ta cần phải biết những chiếc bồn chứa carbon này có thể thay đổi như thế nào trong tương lai. Một Nghiên cứu mới dẫn đầu bởi Tiến sĩ Sun và các đồng nghiệp được công bố trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science cho thấy đất đai có thể chiếm nhiều carbon hơn một chút so với chúng ta nghĩ.
Nhưng nó không thay đổi theo bất kỳ cách đáng kể nào chúng ta phải giảm lượng khí thải carbon nhanh chóng để tránh biến đổi khí hậu nguy hiểm.
Mô hình đánh giá quá cao CO2
Nghiên cứu mới ước tính rằng trong những năm qua 110, một số mô hình khí hậu đã dự đoán quá mức lượng CO2 vẫn còn trong khí quyển, khoảng 16%.
Các mô hình không được thiết kế để cho chúng ta biết bầu không khí đang làm gì: đó là những gì quan sát được và chúng cho chúng ta biết rằng CO2 nồng độ trong khí quyển hiện trên các phần 396 trên một triệu, hoặc khoảng các phần 118 trên một triệu trong thời kỳ tiền công nghiệp. Những quan sát khí quyển trên thực tế là các phép đo chính xác nhất của chu trình carbon.
Nhưng các mô hình, được sử dụng để hiểu nguyên nhân của sự thay đổi và khám phá tương lai, thường không khớp hoàn hảo với các quan sát. Trong nghiên cứu mới này, các tác giả có thể đã đưa ra một lý do giải thích tại sao một số mô hình đánh giá quá cao CO2 trong bầu khí quyển.
Nhìn vào lá
Thực vật hấp thụ carbon dioxide từ không khí, kết hợp nó với nước và ánh sáng, và tạo ra carbohydrate - quá trình được gọi là quang hợp.
Nó cũng được thành lập như là CO2 trong khí quyển tăng, tốc độ quang hợp tăng. Điều này được gọi là CO2 hiệu quả thụ tinh.
Nhưng nghiên cứu mới cho thấy các mô hình có thể không hoàn toàn đúng theo cách chúng mô phỏng quang hợp. Những lý do bắt nguồn từ cách CO2 di chuyển xung quanh bên trong lá của cây.
Mô hình sử dụng CO2 nồng độ bên trong các tế bào lá của cây, trong cái gọi là khoang dưới lỗ khí, để thúc đẩy sự nhạy cảm của quang hợp để tăng lượng CO2. Nhưng điều này không hoàn toàn chính xác.
Nghiên cứu mới cho thấy CO2 nồng độ thực sự thấp hơn bên trong lục lạp của thực vật - các buồng nhỏ của tế bào thực vật nơi quá trình quang hợp thực sự xảy ra. Điều này là do CO2 phải trải qua một loạt các màng để vào lục lạp.
Điều này có nghĩa là quá trình quang hợp diễn ra ở CO thấp hơn2 hơn mô hình giả định. Nhưng ngược lại, vì quang hợp phản ứng nhanh hơn với mức tăng CO2 ở nồng độ thấp hơn, thực vật đang loại bỏ nhiều CO hơn2 để đáp ứng với việc tăng lượng khí thải hơn các mô hình cho thấy.
Quang hợp tăng khi CO2 nồng độ tăng nhưng chỉ lên đến một điểm. Tại một số điểm hơn CO2 không ảnh hưởng đến quang hợp, vẫn giữ nguyên. Nó trở nên bão hòa.
Nhưng nếu nồng độ bên trong một chiếc lá thấp hơn, điểm bão hòa này bị trì hoãn và sự tăng trưởng trong quang hợp cao hơn, có nghĩa là nhiều CO hơn2 được cây hấp thụ.
Nghiên cứu mới cho thấy rằng khi tính đến vấn đề CO2 độ khuếch tán trong lá, chênh lệch 16% giữa CO được mô hình hóa2 trong bầu khí quyển và những quan sát thực sự biến mất.
Đó là một mảnh khoa học tuyệt vời, gọn gàng, kết nối sự phức tạp của cấu trúc cấp độ lá với hoạt động của hệ thống Trái đất. Chúng ta sẽ cần phải xem xét lại cách họ mô hình quang hợp trong các mô hình khí hậu và liệu một cách tốt hơn có tồn tại trong ánh sáng của những phát hiện mới hay không.
Điều này có thay đổi bao nhiêu CO không2 Đất hấp thụ?
Nghiên cứu này cho thấy rằng một số mô hình mô hình khí hậu mô phỏng quá mức lượng carbon được thực vật lưu trữ và do đó mô phỏng quá mức lượng carbon đi vào khí quyển. Phần chìm của đất có thể lớn hơn một chút - mặc dù chúng ta chưa biết lớn hơn bao nhiêu.
Nếu chìm đất thực hiện công việc tốt hơn, điều đó có nghĩa là để ổn định khí hậu nhất định, chúng ta sẽ phải giảm thiểu carbon một chút.
Nhưng quang hợp là một chặng đường dài trước khi một bể carbon thực sự được tạo ra, một nơi thực sự lưu trữ carbon trong một thời gian dài.
Khoảng 50% của tất cả CO2 được thực hiện bởi quá trình quang hợp sẽ quay trở lại bầu khí quyển ngay sau khi qua quá trình hô hấp của cây.
Trong số những gì còn lại, hơn 90% cũng quay trở lại bầu khí quyển thông qua sự phân hủy vi sinh vật trong đất và các xáo trộn như lửa trong những tháng tiếp theo đến nhiều năm - thứ còn lại, là phần chìm của đất.
Tin tốt, nhưng không phải lúc để tự mãn
Nghiên cứu này là một mẩu tin hiếm có và đáng hoan nghênh, nhưng chúng cần được đặt trong bối cảnh.
Các chìm đất có sự không chắc chắn rất lớn, chúng đã được định lượng tốt, và lý do là nhiều.
Một số mô hình cho thấy vùng đất sẽ tiếp tục hấp thụ nhiều carbon hơn trong suốt thế kỷ này, một số dự đoán nó sẽ hấp thụ nhiều carbon hơn đến một điểm, và một số dự đoán rằng vùng đất sẽ bắt đầu giải phóng carbon - trở thành nguồn, không phải là bồn rửa.
Lý do có rất nhiều và bao gồm thông tin hạn chế về việc làm tan băng vĩnh cửu sẽ ảnh hưởng đến các hồ chứa carbon lớn như thế nào, việc thiếu chất dinh dưỡng có thể hạn chế sự mở rộng thêm của chìm đất và chế độ lửa có thể thay đổi như thế nào trong một thế giới ấm hơn.
Những sự không chắc chắn này cộng lại lớn hơn nhiều lần so với ảnh hưởng có thể có của CO lá2 khuếch tán. Điểm mấu chốt là con người tiếp tục kiểm soát hoàn toàn những gì xảy ra với hệ thống khí hậu trong những thế kỷ tới và những gì chúng ta làm với khí thải nhà kính sẽ quyết định phần lớn quỹ đạo của nó.
Bài viết này ban đầu được xuất bản vào Conversation
Đọc ban đầu bài viết.
Lưu ý
Pep Canadell là một nhà khoa học nghiên cứu về Flagship Đại dương và Khí quyển của CSIRO, đồng thời là Giám đốc điều hành của Dự án Carbon toàn cầu, một dự án nghiên cứu quốc tế để nghiên cứu sự tương tác giữa chu trình carbon, khí hậu và các hoạt động của con người. Ông tập trung vào nghiên cứu hợp tác và tích hợp để nghiên cứu các khía cạnh toàn cầu và khu vực của chu trình carbon và metan, kích thước và tính dễ bị tổn thương của các bể chứa carbon trái đất và con đường ổn định khí hậu. Ông xuất bản trong lĩnh vực sinh thái toàn cầu và khoa học hệ thống trái đất http://goo.gl/Ys7vdF
Tuyên bố công khai: Pep Canadell nhận được tài trợ từ Chương trình Khoa học Biến đổi Khí hậu của Úc.
Sách giới thiệu:
Casino Khí hậu: rủi ro, không chắc chắn, và Kinh tế cho một thế giới ấm lên
của William D. Nordhaus. (Nhà xuất bản: Nhà xuất bản Đại học Yale, 2013)
Tập hợp tất cả các vấn đề quan trọng xung quanh cuộc tranh luận về khí hậu, William Nordhaus mô tả khoa học, kinh tế và chính trị liên quan — và các bước cần thiết để giảm nguy cơ nóng lên toàn cầu. Sử dụng ngôn ngữ có thể tiếp cận được với bất kỳ người dân liên quan nào và cẩn thận trình bày các quan điểm khác nhau một cách công bằng, anh ấy thảo luận vấn đề từ đầu đến cuối: ngay từ đầu, nơi mà sự ấm lên bắt nguồn từ việc sử dụng năng lượng cá nhân của chúng ta, cho đến cuối cùng, nơi xã hội áp dụng các quy định hoặc thuế hoặc trợ cấp để làm chậm phát thải khí gây ra biến đổi khí hậu. Nordhaus đưa ra một phân tích mới về lý do tại sao các chính sách trước đó, chẳng hạn như Nghị định thư Kyoto, không làm chậm lượng khí thải carbon dioxide, cách tiếp cận mới có thể thành công và công cụ chính sách nào sẽ giảm lượng khí thải hiệu quả nhất. Nói tóm lại, ông làm sáng tỏ một vấn đề xác định của thời đại chúng ta và đưa ra các bước quan trọng tiếp theo để làm chậm quỹ đạo của sự nóng lên toàn cầu.
Bấm vào đây để biết thêm thông tin và / hoặc đặt mua cuốn sách này trên Amazon.
