Дайджест за февраль 2023 г.: обзор последних исследований в области газообмена между поверхностью и атмосферой

Новости проекта

Канадскими и швейцарскими учеными исследована роль ключевых неопределенностей в оценке углеродного баласа при формировании политики смягчения воздействий изменения климата

Недавние результаты предлагают ряд оценок допустимого содержания CO2 для достижения климатических целевых показателей потепления на 1,5 градуса C и ниже 2 градусов C. Статья показывает, что оценки для фиксации нулевого выброса CO2 должны проводиться с явным признанием неопределенности, связанной с оценками углеродного баланса, и регулярно обновляться по мере того, как эти неопределенности в оценках снижаются. Показано, что распределение остаточного углеродного баланса между странами, а также мониторинг на субнациональном уровне представляют собой ключевые проблемы в применении структуры углеродного бюджета к климатической политике. Несмотря на эти проблемы, сегдняшние успехи в количественной оценке неопределенности углеродного баланса показывают, что сообщество приближается к лучшему пониманию того, соответствует ли чистый нулевой выброс CO2 целям Парижского соглашения.

Исследование опубликовано в журнале Current Climate Change Reports

Учеными из США, Китая и Бельгии выполнены сранительные оценки выбросов метана от производства ископаемого топлива в Китае по сравнению с США и Канадой

Учеными из США, Китая и Бельгии выполнены сранительные оценки выбросов метана от производства ископаемого топлива в Китае по сравнению с США и Канадой с акцентом на механизмы выбросов метана.

Основные выводы таковы:

1. выбросы метана на этапе добычи природного газа в США и Канаде являются самыми большими во всей цепочке поставок природного газа.
2. что касается методов измерения и оценки, то выбросы метана в газовой промышленности США и Канады обычно достигают 3-го уровня, в то время как в Китае, как правило, соответствуют 1-му или 2-му.

Как страна с крупными выбросами метана, Китай отстает от США и Канады по сокращению выбросов метана. Поэтому китайским ученым, политикам и предпринимателям следует обратить внимание на выбросы метана. Заинтересованные стороны должны усилить меры по смягчению последствий и технологии обнаружения утечек для достижения климатических целей. На этапе добычи следует внедрять более эффективные технологии сокращения отходов, такие как освоение новых скважин, особенно в Китае. В то же время следует обратить больше внимания на потребность в технологиях обнаружения утечек трубопроводов во всех сравниваемых странах.

Исследование опубликовано в журнале Current Climate Change Reports

В журнале Earth Interactions опубликовано исследование малайзийских ученых о механизмах, управляющих сезонной и межгодовой динамикой потоков СО2 в прибрежных областях

Поток углекислого газа с поверхности Земли является критическим компонентом глобального баланса углерода, а поверхность океана является значительным поглотителем CO2. Тропические прибрежные районы поглощают CO2 из-за обилия фитопланктона и круглогодичного наличия фотосинтетически активной радиации. Это исследование является первым, в котором описаны вариации долгосрочного изменения потока CO2 на тропическом побережье в месячном и годовом масштабах с использованием метода вихревой ковариации и данных дистанционного зондирования. Среднее значение потока CO2 за пять лет составило -0,089< >±< >0,024< >ммоль< >м−2< >г−1, что указывает на умеренное поглощение углерода. Результаты показывают, что поток СО2 варьировался в зависимости от сезона: осенний переходный, юго-западный, весенний переходный и северо-восточный муссоны разделили поток на три фазы: фазы роста, стабильности и уменьшения. Стадии подъема и спада можно определить по неустойчивому поведению потока, в то время как потоки стабильной фазы были относительно постоянными. Параметрами окружающей среды, которые регулировали поток CO были хлорофилл-а, температура поверхности моря, ветер и усотйчивость атмосферы, которые модулировали поток CO2. Вейвлет-анализ также подтвердил роль Эль-Ниньо-Южного колебания в фомировании потока CO2. Температура поверхности моря лишь незначительно влияла на потоки, в отличие от хлорофилла-а на масштабе межмесячной изменчиовсти, но ее влияние было более очевидным на масштабе межгодовых измененеий. Эти результаты помогают понять различные механизмы контроля потоков CO2 на различных маштабах времени.

Исследование опубликовано в журнале Earth Interactions

Японскими учеными представлены результаты моделирования потоков углерода в зрелых черных еловых лесах

Японскими учеными представлены результаты моделирования потоков углерода в зрелых черных еловых лесах на основе данных вихревой ковариации и данных спутникового дистанционного зондирования.

Масштабирование точечных данных наблюдений для оценки региональных потоков углерода является важным вопросом в контексте глобального наземного углеродного цикла. В этом исследовании авторы предложили новую модель для масштабирования данных о вихревой ковариации для оценки региональных потоков углерода с использованием спутниковых данных. Валовая первичная продукция (GPP) и дыхание экосистем (RE) были рассчитаны эмпирически с использованием нормализованного разностного индекса растительности (NDVI) и температуры поверхности земли (LST) с помощью спектрорадиометра с формированием изображений со средним разрешением (MODIS). Сначала входные данные модели оцениваются путем сравнения с полевыми данными, затем создается и тестируется модель в локальном масштабе, а затем расширяется до регионального масштаба. Эмпирическая модель воспроизводит сезонные и межгодовые вариации баланса углерода в зрелых лесах черной ели на Аляске и в Канаде. Анализ в региональном масштабе показал, что величины общего GPP и RE в период с 2003 по 2006 год составляли 1,76 ± 0,28 и 1,86 ± 0,26 кг CO2 м⁻² c⁻¹, соответственно, что указывает на то, что эти леса были почти углеродно-нейтральными. Анализ моделей, проведенный авторами, показывает, что предлагаемый метод эффективен для масштабирования точечных наблюдений для оценки баланса углерода в региональном масштабе, а также то, что спелые леса черной ели увеличивали интенсивность поглощения во время весеннего потепления и уменьшали интенсивность поглощения во время летнего и осеннего сезонов.

Статья опубликована в журнале Earth Interactions

Журнал Science of The Total Environment публикует оценки снижения выбросов парниковых газов, связывая их с производством электроэнергии в городах Китая среднего размера

Твердые бытовые отходы (ТБО) без надлежащего управления могут стать значительным источником выбросов парниковых газов (ПГ). Сжигание ТБО с обратным возвратом электроэнергии (ТКО-ИЭР) признано устойчивым способом утилизации отходов, но его эффективность в снижении выбросов ПГ в масштабах городов в Китае остается неясной из-за ограниченности данных о составе ТБО. Целью исследования является изучение потенциала снижения выбросов парниковых газов от ТБО в Китае. На основе данных 106 китайских городов уровня префектур за период с 1985 по 2016 год были построены статистические модели для прогнозирования состава ТБО в китайских городах. Состав ТБО в 297 городах Китая с 2002 по 2017 г. прогнозировался с помощью модели искусственного интеллекта, обученной на сочетании социально-экономических, климатических и пространственно-временных факторов. Пространственно-временные и климатические факторы (такие как уровень хозяйственной застройки, осадки) в общем вкладе в состав ТБО составляли 6,5-20,7% и 20,1-37,6% соответственно. Выбросы ПГ от ТБО в каждом китайском городе были дополнительно рассчитаны на основе прогнозируемых составов ТБО. Пластик является основным источником выбросов парниковых газов, на его долю приходится более 91% от общего объема выбросов в 2002–2017 гг. По сравнению с базовыми выбросами (свалки) сокращение выбросов ПГ составило 12,5 × 107кг СО2-экв 2002 года и 415×107кг СО2-экв в 2017 году со среднегодовым темпом роста 26,3%. Результаты предоставляют базовые данные для оценки выбросов ПГ при обращении с ТБО в Китае.

Новые результаты по исследованию восстановления углеродного баланса в молодых лесах публикуют шведсткие ученые в журнале

В статье проанализированы потоки углерода в экосистеме по результатам измерений вихревой ковариации в пяти молодых лесах на юге Швеции, где предыдущий древостой был вырублен сплошными или ветровыми рубками: три насаждения с елью европейской (Picea abies (L.) Karst.), один с сосной обыкновенной (Pinus sylvestris) и один с лиственницей (Larix x eurolepis A. Henry). В одном из еловых насаждений были заготовлены пни, которые удобрялись, а в другом не применялись специальные обработки. Обнаружено, что эти насаждения эволюционировали от положительных (источники) к отрицательным (поглотители) годовым потокам углерода через 8–13 лет после начала вмешательства, в зависимости от продуктивности участка и управления. Это соответствует примерно 15% периода обращения на этих участках. Экстраполяция в сочетании с данными хронопоследовательности предполагает, что традиционно восстановленные насаждения достигают нейтрального углеродного баланса примерно через 30% периода ротации. Самые низкие выбросы углерода и самое короткое время восстановления наблюдались в насаждениях, где после уборки урожая помимо стволов и порубочных остатков были удалены пни деревьев. Этот древостой не только вернулся к поглощению углерода в течение этого периода времени, но и общий прирост углерода после нарушения также сравнялся с общими потерями всего через 11 лет.

Исследование опубликовано в журнале Agricultural and Forest Meteorology