今年5月,澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)組織(CSIRO)大氣科學(xué)家PaulKrummel在寫給科學(xué)家的一封信中表示:“在過去的4天里,格里姆角的二氧化碳水平已經(jīng)超過了400ppm(百萬分之一)。”這個數(shù)值表明大氣中的二氧化碳水平正在進(jìn)入一個危險的區(qū)域——比作為工業(yè)時代開端的19世紀(jì)升高了約280ppm。

　　類似的消息已經(jīng)見怪不怪,最近幾年,我們經(jīng)常可以看到類似“全球溫室氣體濃度再創(chuàng)新高”的消息。比如,2015年11月,世界氣象組織也曾向外界透露過這樣的消息:由于人類工農(nóng)業(yè)等活動產(chǎn)生的二氧化碳、甲烷等長期存在,地球大氣的輻射強(qiáng)迫水平從1990年到2014年上升了36%。

　　自工業(yè)革命以來,大氣中的絕對二氧化碳含量一直在上升。主要來自化石能源的消耗、火山活動、人類和動物的呼吸運(yùn)動及其他方面。而植物的光合作用是消耗二氧化碳的“主力軍”。

　　海洋也可以吸收大氣中的二氧化碳,但近些年來,由于物理及生物變化,海洋吸收二氧化碳的能力被削弱,更多的二氧化碳因此留存在了大氣中。首先,海洋表面變暖削弱了其吸收二氧化碳的能力。此外,由于海面變暖后水體質(zhì)量變輕,與深海的交流變少,進(jìn)一步降低了海洋吸收二氧化碳的能力。反過來,海洋水體混合變少意味著能浮上海洋表面的養(yǎng)分變少,這改變了海洋生態(tài),減少了海洋生物對碳的攝入。

　　前澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織成員、澳大利亞國立大學(xué)學(xué)者邁克爾·勞帕赫(MichaelRaupach)表示,土地和海洋吸收了約一半的二氧化碳排放。雖然每年的情況都會有所變化,但已有初步規(guī)律表明,海洋吸收二氧化碳速度正在放緩,已經(jīng)跟不上大氣中二氧化碳濃度的增速。

　　植物的功勞:二氧化碳含量增速出現(xiàn)停滯

　　不過,二氧化碳含量的飆升,帶來的不全是全球變暖這樣的壞消息,它也會導(dǎo)致另一個我們知之甚少的后果。

　　一個由世界各地科學(xué)家組成的研究團(tuán)隊研究了33年來的衛(wèi)星數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn):在過去的33年里,由于二氧化碳含量的上升,世界變得更加綠色了。同時,碳排放的增加也導(dǎo)致草木和植物上的樹葉變得越來越多。

　　為什么會這樣?研究者說二氧化碳能夠產(chǎn)生肥力效應(yīng)。植物通過光合作用吸收空氣中的二氧化碳,而隨著空氣中二氧化碳的增加,植物、草木甚至糧食作物都會生長得更快,而這一點(diǎn)在氣候溫暖的地方表現(xiàn)得更加明顯。并且,隨著大氣中二氧化碳的含量攀升到如今的水平,地球表面的草木數(shù)量也在急劇增加。

　　肥力效應(yīng)對全球二氧化碳含量的影響有多大?來自《自然·通訊》的氣候科學(xué)研究報告顯示,雖然人類活動造成的二氧化碳排放仍在增加,但大氣二氧化碳含量的增長率卻出現(xiàn)了暫時停滯。

　　研究者認(rèn)為,這是由于陸地植被碳吸收增強(qiáng),減少了二氧化碳排放在大氣中的留存比例。相關(guān)研究報告顯示,在過去的33年中,世界綠化的面積增加了1800萬平方公里,這大約是美國國土面積的兩倍。這樣的增長已經(jīng)足以對水循環(huán)系統(tǒng)以及氣候體系中的碳產(chǎn)生重大改變。一方面,大氣二氧化碳含量提高增強(qiáng)了光合作用,但另一方面,全球溫度上升減緩也減弱了釋放二氧化碳的呼吸作用。這兩種因素都意味著植物吸收了更多的二氧化碳。因此,從2002年到2014年,大氣二氧化碳的蓄積速率每年約降低了2.2%。

　　不過,研究團(tuán)隊提醒,大氣二氧化碳含量增長率的減緩很可能是暫時的,在絕對二氧化碳含量持續(xù)上升的條件下,植物碳儲存增加也無法解決氣候變化問題。

　　科學(xué)家的方案:“掩埋”二氧化碳

　　當(dāng)然,從二氧化碳排放源頭來看,許多國家也在努力降低碳排放。一份最新的研究報告顯示,2016年全球二氧化碳排放量將只增長0.2%,這已經(jīng)是連續(xù)第三年排放量幾乎沒有變化。

　　在21世紀(jì)頭十年,全球二氧化碳排放量每年還增長3%。中國二氧化碳排放量占全球的約30%,由于經(jīng)濟(jì)增速放緩以及燃煤減少,2016年中國二氧化碳排放量將減少0.5%。美國的排放量預(yù)計減少1.7%。天然氣、風(fēng)能和太陽能在發(fā)電過程中將逐步取代煤炭。

　　科學(xué)家甚至想出了“掩埋”二氧化碳的辦法。研究人員一直在研究以固體形式將二氧化碳儲存在地下、特別是儲存在玄武巖中的方法。玄武巖是一種火山巖,地球表層約70%由它構(gòu)成。當(dāng)它接觸到二氧化碳和水時會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),可以把二氧化碳變成白堊狀的固體材料。

　　科研人員以前曾以為這種化學(xué)反應(yīng)需要數(shù)千年時間才能完成,但新研究顯示實(shí)際只需數(shù)年時間。

　　據(jù)美國《科學(xué)美國人》網(wǎng)站11月18日報道,美國華盛頓州“瓦盧拉玄武巖試驗(yàn)計劃”的科研人員將二氧化碳注入玄武巖構(gòu)造層,發(fā)現(xiàn)液化的二氧化碳后來變成了固體巖石。太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員進(jìn)行的此項研究表明,經(jīng)過大約兩年的時間,二氧化碳固化成了一種名為富鐵白云石的礦石。這項研究證實(shí)了地球的主要巖石玄武巖可用于永久安全儲存二氧化碳。

　　今年早些時候,冰島“碳固定”項目取得成功。研究人員將一家地?zé)岚l(fā)電廠富含二氧化碳的火山氣體注入地下深處、新近形成了玄武巖構(gòu)造層,這些二氧化碳通過化學(xué)反應(yīng)用了約兩年時間變成了固體。

　　上述研究結(jié)果如能大規(guī)模應(yīng)用,有望降低二氧化碳排放量,但能否降低成本還是一大挑戰(zhàn)。