從碳達峰到碳中和，中國將怎樣用30年走完西方國家60年的路？

文章來源:科普中央廚房碳交易網2021-04-02 07:37

碳中和地球系統(tǒng)科學

　　人類為什么要應對氣候變化呢？當前科學共同體研明，溫室氣體排放會導致全球溫度升高并觸發(fā)氣候災難，比如干旱、颶風等，一些百年一遇的災難可能會變成十年一遇，這是人類難以承受的。為了把溫度控制在有限的升高范圍之內，人類就要控制溫室氣體的排放量。那么二氧化碳的排放量和溫度升高是一個什么樣的關系呢？通過研究，科學家發(fā)現二氧化碳以及其他溫室氣體的累積排放與溫度升高之間大致呈線性關系的。

　　如果人類想把大氣溫度升高控制到2攝氏度內，那么從工業(yè)革命到現今，人類總排放——所有累積的二氧化碳排放量不能超過29000億噸。但是截至2011年，人類就已經排放了大約19000億噸二氧化碳了。2019年，全球化石燃料使用以及工業(yè)活動產生的二氧化碳排放量單年就達到約368億噸，所以按此排放力度，人類將很快用光可允許排放的二氧化碳總量?？茖W計算表明，如果保證地球溫度升高到不超過1.5攝氏度，則氣候災難是人類可承受的，此情景下人類的二氧化碳排放必須得到控制，在2050年左右必須實現碳中和。

　　碳中和是人類意識到自身對環(huán)境的災難性影響后，采取的全體應對行動，改變人類發(fā)展軌跡，進而改變地球演變變化，促進形成人類可持續(xù)發(fā)展的共同命運。因此，碳中和是人類命運共同體的有機組成部分，而碳中和科學是涉及到研究地球系統(tǒng)演變變化的科學，亦可歸于地球系統(tǒng)科學范疇。

　　中國科學院大氣物理研究所（簡稱“大氣所”）是一家長期聚焦大氣科學、氣候變化與地球系統(tǒng)科學的科研單位。針對碳中和國家重大需求，2020年12月24日，大氣所成立了國內第一家以碳中和為基礎研究方向的科研機構——碳中和研究中心。

　　實際上，大氣所的老一輩科學家早已前瞻性地開創(chuàng)了相關理論，可用于建立碳中和科學體系，增進對碳中和的科學認識，支撐我國碳中和實踐。

　　葉篤正先生是國家最高科技獎獲得者。上世紀80年代初期，他開辟了我國氣候變化的研究，提出人類有序適應理論。他認為，排放溫室氣體是人類的無序活動，應對全球變暖缺乏整體措施，要建立研究模型，進行模擬試驗研究，以試驗結果提出解決辦法，各國應有序適應全球變暖，尋求全球整體可持續(xù)發(fā)展的最佳方案。碳中和行動即是這樣一種全球有序適應。

　　曾慶存院士同樣獲得了國家最高科技獎，他于上世紀90年代提出了自然控制論，他認為，人類必須合理最優(yōu)地規(guī)劃人類本身的活動，以達到對自然環(huán)境的負面影響最小，而正面影響最大，或者簡而言之，是對自然環(huán)境的合理的或最優(yōu)的調控。人類有序適應和自然控制論構成碳中和理論分析框架與路徑優(yōu)化方法，形成碳中和科學體系，這是我國學者對碳中和的貢獻。

　　大量的科研工作可以為碳中和提供科技支撐。大氣所承擔的國家地球數值模擬科學大裝置即將投入運行，該裝置可以全方位模擬地球演變過程，服務于碳中和相關模擬計算。中科院負責工程總體、大氣所承擔重要設計工作的我國首顆全球二氧化碳科學監(jiān)測試驗衛(wèi)星TanSat，提供了二氧化碳的全球監(jiān)測。結合地面觀測、飛機航測等可以構建起天空地一體化的碳觀測網絡，對地區(qū)的碳達峰、碳中和目標實現提供第三方基于大氣觀測的客觀評估。對內支撐我國區(qū)域與城市碳管理，對外支撐全球盤點，爭取我國氣候外交話語權與核查權。

　　近期，大氣所劉毅團隊在《自然》上發(fā)表的一篇文章，就采用了這種大氣觀測評估方法，得出我國陸地生態(tài)系統(tǒng)年均吸收二氧化碳大概是11億噸，而國外研究結果遠低于11億噸。

　　城市決定了全球70%以上的二氧化碳排放，所以城市二氧化碳的監(jiān)測和減排，是碳達峰、碳中和的重要內容。大氣所在城市碳排放監(jiān)測領域也有著獨特的優(yōu)勢，在北京市區(qū)建有一個325米高的全天候運行的氣象高塔，可以獲得寶貴的垂直大氣觀測信息，有利于推算城市排放。京津冀地區(qū)還建有一個綜合地面站、飛機航測、衛(wèi)星遙感、城市高密度監(jiān)測網在內的天空地一體化觀測網絡，用于研究區(qū)域與城市的碳排放。