气候变化导致树木难以"呼吸" 还会将二氧化碳释放回大气中

气候变化导致树木难以"呼吸" 还会将二氧化碳释放回大气中 宾夕法尼亚州立大学地球科学助理研究教授、最近发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究的第一作者马克斯-劳埃德(Max Lloyd)说:"我们发现,气候更温暖、更干燥地区的树木基本上是在咳嗽,而不是在呼吸。它们向大气中排放的二氧化碳远远多于在较凉爽、潮湿条件下生长的树木。"通过光合作用,树木从大气中收集二氧化碳,然而,在压力条件下,树木会将二氧化碳释放回大气中,这一过程被称为光呼吸。通过对全球树木组织数据集的分析,研究小组证明,在温暖的气候条件下,光呼吸的速率要高出两倍,尤其是在水分有限的情况下。他们发现,在亚热带气候中,当白天平均气温超过大约华氏68 度时,这种反应的阈值就开始被跨越,并随着气温的进一步升高而恶化。植物在气候适应中的复杂作用研究结果使人们普遍认为植物在帮助汲取或利用大气中的碳方面所起的作用变得更加复杂,为植物如何适应气候变化提供了新的见解。重要的是,研究人员指出,随着气候变暖,他们的研究结果表明,植物从大气中汲取二氧化碳和吸收必要的碳以帮助地球降温的能力可能会降低。劳埃德说:"我们打破了这一基本循环的平衡。"植物和气候密不可分。从大气中吸收二氧化碳最多的是光合作用生物。这是大气成分的一个大旋钮,因此这意味着微小的变化会产生巨大的影响。"根据美国能源部的数据,目前植物吸收了人类活动每年排放的约 25% 的二氧化碳,但随着气候变暖,这一比例在未来很可能会下降,尤其是在水越来越少的情况下。"当我们考虑未来的气候时,我们预测二氧化碳会上升,这在理论上对植物是有利的,因为这些是它们呼吸的分子。但我们的研究表明,一些流行的模型并没有考虑到这一点。世界将变得更加温暖,这意味着植物汲取二氧化碳的能力将减弱。"宾夕法尼亚州立大学研究人员领导的一个研究小组通过对全球树木组织数据集的分析表明,在气候较暖的地区,树木的光呼吸速率要高出两倍,尤其是在水分有限的情况下。他们发现,在亚热带气候条件下,如阿巴拉契亚山脊和山谷地区的这一部分,当白天平均气温超过大约华氏 68 度时,这种反应的阈值就开始被跨越,并随着气温的进一步升高而恶化。图片来源:沃伦-里德/宾夕法尼亚州立大学在这项研究中,研究人员发现,木材中一种叫做甲氧基的部分的某些同位素丰度的变化可以作为树木光呼吸的示踪剂,可以把同位素看作是原子的种类。就像冰淇淋有香草味和巧克力味之分一样,原子也会因为质量的不同而有不同的同位素,它们都有自己独特的"味道"。研究小组研究了来自世界各地不同气候和条件下约 30 种树木标本的木材样本中甲氧基同位素"味道"的水平,以观察光呼吸的趋势。这些标本来自加利福尼亚大学伯克利分校的一个档案馆,其中有上世纪三四十年代收集的数百个木材样本。劳埃德说:"该数据库最初用于培训林业人员如何识别世界各地的树木,因此我们将其重新用于重建这些森林,以了解它们吸收二氧化碳的情况。在此之前,光呼吸速率只能通过活体植物或保存完好、保留了碳水化合物结构的死亡标本进行实时测量,这意味着几乎不可能研究大规模或过去植物汲取碳的速率。"回顾过去,了解未来研究小组已经验证了一种利用木材观察光呼吸率的方法,这种方法可以为研究人员提供一种工具,用于预测树木在未来的"呼吸"情况以及它们在过去的气候条件下的表现。大气中的二氧化碳含量正在迅速上升;根据美国国家海洋和大气管理局的数据,它已经超过了过去 360 万年中的任何时候。但劳埃德解释说,这一时期在地质年代中相对较近。小组将利用木材化石,努力发掘远古时期的光呼吸率,最远可追溯到数千万年前。这些方法将使研究人员能够明确检验现有的假设,即植物光呼吸对气候的影响随地质年代的变化而变化。劳埃德说:"我是一名地质学家,我的研究对象是过去。因此,如果我们对气候与今天截然不同时这一循环如何运作的重大问题感兴趣,我们就不能使用活体植物。我们可能必须回到数百万年前,才能更好地理解我们的未来可能是什么样子。"编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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观点:从空气中去除二氧化碳是一种成本高昂的应对气候变化的荒唐方法

观点:从空气中去除二氧化碳是一种成本高昂的应对气候变化的荒唐方法 根据研究公司 Rhodium Group 的最新报告,美国每年需要在 CDR 上花费大约 1000 亿美元,才能将其规模扩大到有助于美国实现气候目标的水平。其中大部分资金需要以税收减免和采购计划等支持性政策的形式提供。特别是随着美国石油和天然气产量不断创下历史新高,有关这一问题的讨论也越来越多。相比之下,2021 年通过的《降低通货膨胀法案》包括 3690 亿美元的清洁能源激励措施,这是迄今为止美国最大的气候投资。因此,正如报告所建议的那样,政府每年花费 1000 亿美元用于尚未大规模证明自己的新型技术,实在是一笔不小的开支。这是一场豪赌,我们所知道的地球的宜居性正岌岌可危。解决气候变化问题是一场数字游戏,联合国政府间气候变化专门委员会确定的目标是,到 2050 年左右实现二氧化碳净零排放。这是阻止全球平均气温比工业革命前上升 1.5 摄氏度所需要的。跨过这一门槛意味着极端高温、海平面上升和生物多样性丧失等与气候相关的灾害会变得更加严重,在世界上最脆弱的地区,人类适应这些变化的能力可能会被超越。1.5 摄氏度的目标是在近十年前的 2015 年巴黎协定中设定的,但温室气体排放量仍在攀升。尽管阻止气候变化和实现巴黎协定目标的唯一途径是停止依赖化石燃料,但美国已经在为捕获二氧化碳投入大量资金。2021 年《两党基础设施法》(Bipartisan Infrastructure Law)包括 35 亿美元用于在全美建设新的碳清除中心。包括微软和亚马逊在内的大公司也在向初创企业支付费用,以获取部分污染。化石燃料行业也接受了这项技术,甚至利用它来推销所谓更可持续的石油。显然,这还远远不够。报告称,到 2050 年,美国将需要有能力吸收十亿吨二氧化碳,以实现净零排放目标。这是一笔巨大的二氧化碳捕获量,大约相当于美国碳足迹的 20%。相比之下,美国目前从大气中吸收二氧化碳的能力微乎其微迄今为止只有低个位数兆吨。报告指出了从大气中吸收二氧化碳的三种不同策略:依靠植物、土壤和海洋吸收二氧化碳的自然方法;制造捕捉二氧化碳的机器;以及采用自然和工程过程的混合技术。这三种策略都面临着各自的挑战。植树造林是迄今为止最受欢迎的自然策略,但收效甚微。越来越多的研究和调查发现,通过林业项目抵消排放的做法在很大程度上是失败的。例如,树木的存活时间往往不够长,无法对大气中的二氧化碳产生有意义的影响,而且当不止一个团体申请碳信用额度时,还会出现重复计算的情况。从空气或海水中吸入二氧化碳的机器应该能更好地记录它们捕获的二氧化碳量。但是,这些设备耗能巨大,不仅效率低下,而且价格昂贵。从空气中过滤一吨二氧化碳的成本高达 600 美元。乘以一千兆吨(十亿公吨),就是数千亿美元的支出。宾夕法尼亚大学科学、可持续发展和媒体中心高级研究员约瑟夫-罗姆(Joseph Romm)认为,考虑到这一点,在 CDR 上花费 1000 亿美元可能只是这些技术可能花费的最低成本。罗姆说:"我认为这份报告中的确定性存在误导性。现在就推广这些[技术]还为时过早。这些还需要更多的研究。研究得最多的 CDR 技术(包括植树造林和捕捉二氧化碳的机器)有很多局限性,因此罗姆说,把钱花在研究其他减少温室气体排放的方法上会更好。"他说:"我们现在必须做的最紧迫的两件事是停止砍伐森林和停止向空气中排放更多的二氧化碳。一旦做到这两点,就值得将资源用于清除二氧化碳,以解决我们历史上的排放问题。但是,如果我们不能止血,为什么要在问题上贴创可贴呢?" ... PC版: 手机版:

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更高的二氧化碳含量意味着病毒存活时间更长、感染范围更大 图片显示电场将含有 COVID-19 病毒的液滴悬浮在空中。图片显示的是独特的 CELEBS 生物气溶胶装置中悬浮病毒液滴的俯视图,液滴直径约 2 厘米。"我们知道,SARS-CoV-2 和其他病毒一样,会通过我们呼吸的空气传播,"该研究的第一作者和共同通讯作者、该大学化学学院气溶胶科学高级助理研究员艾伦-哈德雷尔(Allen Haddrell)说。"但这项研究标志着我们在了解这种传播的确切方式和原因方面取得了巨大突破,而且关键的是,我们可以采取什么措施来阻止这种传播。"二氧化碳(CO2)是室内空间通风的良好指标,房间里的人数会影响二氧化碳的浓度。由于二氧化碳和呼吸道病毒都存在于呼出的空气中,因此将二氧化碳浓度作为病毒传播风险的替代指标是合理的。在这里,我们需要深入研究一下呼吸科学。呼出气体的高 pH 值(碱性)源自呼吸道分泌物。例如,唾液和肺液中的碳酸氢盐(一种碱性物质)含量较高。当碳酸氢盐蒸发成气态二氧化碳时,呼出气体中液滴的 pH 值会发生变化,但会受到相对湿度、液滴大小和环境二氧化碳浓度等因素的影响。由于 pH 值被认为是空气传播病毒传染性的一个驱动因素,研究人员探讨了环境二氧化碳浓度是否会影响空气传播病毒的稳定性(空气稳定性),进而影响其传播风险。在 COVID-19 大流行的背景下,二氧化碳监测仪被用来估算建筑物的通风量。正常室外空气中的二氧化碳含量约为百万分之 400;在通风良好的典型室内空间,二氧化碳浓度介于百万分之 400 到 1,000 之间。在通风不良、有人居住的空间,二氧化碳浓度可超过 2000 ppm,在较为拥挤的环境中,二氧化碳浓度可升至 5000 ppm 以上。通过改变空气中的二氧化碳浓度,使其介于百万分之 400 和 6500 之间,研究人员证实了二氧化碳浓度与空气传播病毒保持传染性时间长短之间的相关性。与典型的大气二氧化碳浓度(约 500 ppm)相比,二氧化碳浓度从 400 ppm 适度增加到 800 ppm(仍在通风良好的室内范围内),两分钟后所有 SARS-CoV-2 变体(Delta、Beta、Omicron)的病毒可吸入性都显著增加。在 800 ppm 和 6,500 ppm 之间,感染性没有差异。随着时间的推移,二氧化碳浓度的升高对 SARS-CoV-2 的感染性有很大影响。与正常空气相比,当二氧化碳浓度为 3000 ppm(与拥挤的房间相似)时,40 分钟后仍具有传染性的病毒数量约为正常空气的 10 倍。Haddrell说:"这种关系揭示了为什么在某些条件下会发生超级传播事件。含有SARS-CoV-2病毒的呼出液滴的pH值较高,这可能是导致传染性丧失的主要原因。二氧化碳与飞沫作用时表现为酸性。这导致液滴的 pH 值降至较低的碱性,导致其中的病毒灭活速度减慢。"值得庆幸的是,研究人员提出的降低传染性的建议非常简单。Haddrell说:"这就是为什么开窗是一种有效的缓解策略,因为它既能从物理上将病毒排出房间,又能使气溶胶液滴本身对病毒的毒性更强。"鉴于全球都在关注减少大气中的二氧化碳,而气候科学家预测二氧化碳在未来几十年将上升到550 ppm 以上,研究人员表示,他们的发现具有更广泛的意义。"因此,这些发现不仅对我们了解呼吸道病毒的传播,而且对我们环境的变化如何可能加剧未来大流行病的可能性,都具有更广泛的意义。我们的研究数据表明,大气中二氧化碳含量的上升可能会延长其他呼吸道病毒在空气中保持传染性的时间,从而增加它们的传播能力。"这项研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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欧盟开始制定从大气中清除二氧化碳的规则 净零排放意味着欧盟将通过利用植物吸收二氧化碳的自然能力,或通过建立从空气或海水中过滤二氧化碳的技术,来捕捉其未能阻止的剩余二氧化碳排放。净零战略存在固有风险,这也是为什么像今天制定的这些规则如此重要的原因。它们将规定什么算作碳清除,希望能筛选出那些不能有意义地应对气候变化的低劣项目。宽松的规则或者根本没有规则可能会给公司提供继续污染的途径,同时误导性地承诺以后会减少这些排放。如果这些承诺落空,或者它们所依赖的技术失败,那么就会留下所有的污染,而这些污染本来是可以通过选择清洁能源而不是碳清除来避免的。该框架"表明了欧盟对'正确进行碳清除'的承诺",Climeworks 公司的首席气候政策官 Christoph Beuttler 说。他在一份新闻稿中说:"我们鼓励其他国家和地区效仿欧盟的做法,对碳清除量进行严格评估。"迄今为止,该行业的相关行动都是以自律的方式进行。例如,Climeworks 公司去年宣布,其客户微软、Stripe 和 Shopify 已成为世界上首批付费过滤空气中二氧化碳排放、将这些排放物储存在地下并由第三方验证该服务的公司,审计公司 DNV 与 Climeworks 合作,共同制定标准并对碳清除进行认证。在另一项行动中,Stripe、Alphabet、Meta、Shopify 和麦肯锡于 2022 年发起了一项名为"前沿"(Frontier)的倡议,为有意购买碳减排信用额度的公司审查碳减排供应商。碳信用额市场已经有了一段不光彩的历史。在碳减排成为潮流之前,很多品牌购买了与林业项目相关的碳抵消信用额度。当时的想法是,公司可以通过付费保护自然吸收二氧化碳的森林来抵消部分污染。一个信用额度相当于避免或螯合了一公吨的二氧化碳污染。然而,碳抵消市场充斥着质量低劣的信用额度,这些信用额度并不代表现实世界中二氧化碳排放量的减少。为了避免新兴碳清除技术的类似命运,欧盟的新认证为四种不同类型的碳清除设定了参数。其中包括因二氧化碳被封存(通常在地下)"几个世纪"而被认为是永久性的碳清除,以及"临时性"碳封存(在植物或土壤中至少持续 5 年,在木材等产品中至少持续 35 年)。它既评估了工业碳清除策略(如 Climeworks 所做的),也评估了基于自然的策略,如恢复森林和其他栖息地,或使土壤能够容纳更多二氧化碳的耕作方法。该框架还纳入了欧盟委员会在 2022 年提出的措施,包括要求碳清除是可量化和长期的。此外,项目应能"额外"减少二氧化碳排放量,也就是说,如果没有干预措施,这些碳就不会被封存。项目还需避免对环境造成其他负面影响。值得注意的是,欧盟的新认证计划不会将所谓的提高石油采收率(EOR)作为永久性的碳清除战略。在强化采油法中,化石燃料公司向地下喷射二氧化碳,以逼出难以开采的石油储量。西方石油公司(Occidental Petroleum)正在得克萨斯州开发大型碳清除项目,该公司利用 EOR销售其所谓的"净零石油"。一些环保组织警告说,欧盟的建议仍然过于宽松。他们担心该框架会激励临时碳储存,并让公司和国家都能申报二氧化碳清除量,他们说这可能会导致重复计算。非营利组织"碳市场观察"(Carbon Market Watch)的碳清除政策负责人 Wijnand Stoefs 在一份声明中说,这项协议"问题重重",即使是清除量必须补充而不是替代减排量这一基本原则也被违反了。今天达成的临时协议仍需欧洲理事会和欧洲议会正式通过。如果获得通过,碳清除公司将自愿参与认证过程。但只有经过认证的项目才能计入一个国家在实现欧盟气候目标方面的进展。本月早些时候,欧盟委员会发布了一份捕集二氧化碳排放的战略文件,同时还发布了一项计划,即到 2040 年将欧盟的温室气体排放量减少90%。该战略设想,到 2040 年,欧盟每年有能力储存 2.8 亿吨捕集的二氧化碳,大约相当于700 多座燃气发电厂的年排放量。 ... PC版: 手机版:

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中国将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制 中国生态环境部、国家统计局发布公告称,将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制,并拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。 根据《人民日报》星期二(4月16日)报道,中国生态环境部、国家统计局发布《关于发布2021年电力二氧化碳排放因子的公告》。 此次发布的2021年电力二氧化碳排放因子,分为三种口径,包括2021年全国、区域及省级电力平均二氧化碳排放因子,2021年全国电力平均二氧化碳排放因子(不包括市场化交易的非化石能源电量)和2021年全国化石能源电力二氧化碳排放因子。 据介绍,电力二氧化碳排放因子是核算电力消费二氧化碳排放量的重要基础参数。本次发布的电力二氧化碳排放因子可供不同主体核算电力消费的二氧化碳排放量时参考使用,是落实《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案》中“统筹推进排放因子测算”要求的重要举措,为碳排放核算提供基础数据支撑。 公告说,下一步,生态环境部、国家统计局将建立电力二氧化碳排放因子常态化发布机制。根据基础数据更新情况,拟于2024年尽早发布2022年电力二氧化碳排放因子。 2024年4月16日 8:16 PM

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