如果你不得不猜测，你会说从前工业时代到最近这段历史时期的全球碳循环是什么？具体来说，1750+ 与 1958 年大气 CO2 测量开始时有何不同？您如何估计过去十年（2012-2021 年）、去年（2021 年）和今年（2022 年）的全球碳循环有何不同？
全球碳预算将帮助您确定您的近似值有多接近。它是在来自 18 个国家/地区的 70 个组织的 100 多人的支持下制作的。自 2006 年以来，作为全球碳项目的一部分，全球碳预算提供了大量关于碳排放及其对实现全球气候目标的影响的信息。全球 CO2 排放和汇的估算是碳循环研究界的一项重大工作，需要对测量、统计估算和模型结果进行仔细的汇编和综合。
由于预算是在一份 25,000 字的论文中描述的，因此请允许我们在CleanTechnica为您提供亮点。之后，如果您渴望更深入地研究数学和方法论，那就去吧。
什么是全球碳计划？全球碳项目 (GCP) 整合了有关人类活动和地球系统的温室气体知识。他们的项目包括针对 3 种主要温室气体（二氧化碳、甲烷和一氧化二氮）的全球预算，以及在城市、区域、累积和负排放方面的互补性努力。
为什么我们应该关心二氧化碳排放及其在地球生物圈内的分布？准确评估人为二氧化碳 (CO2) 排放及其在气候变化中在大气、海洋和陆地生物圈中的再分配对于更好地了解全球碳循环、支持气候政策的制定和预测未来气候变化至关重要。
年度碳预算的目的是什么？年度碳预算的交付有两个目的。
- 对有关气候系统人为扰动状态及其根本原因的最新信息的需求很大。广泛的利益相关者社区依赖于与年度碳预算相关的数据集，包括从事适应和缓解人类驱动的气候变化的科学家、决策者、企业、记者和非政府组织。
- 在过去的几十年里，我们看到人类和生物物理环境发生了前所未有的变化（例如化石燃料排放量增长的变化、COVID-19 大流行的影响、地球变暖和碳汇的强度），需要经常进行评估地球状况，更好地量化当代全球碳循环变化的原因，并提高预测其未来演变的能力。建立这种科学理解以应对非凡的气候缓解挑战需要频繁、可靠、透明和可追溯的数据集和方法，这些数据集和方法可以被审查和复制。预算通过“实时数据”帮助跟踪新的预算更新。
全球碳预算的主要组成部分是什么？化石 CO2 排放基于能源统计和水泥生产数据，而土地利用变化（主要是毁林）产生的排放基于土地利用和土地利用变化数据以及簿记模型。直接测量大气中的 CO2 浓度，并根据浓度的年度变化计算其增长率。海洋 CO2 汇是用全球海洋生物地球化学模型和基于观测的数据产品估算的。陆地 CO2 汇是用动态全球植被模型估算的。由此产生的碳预算失衡，估计的总排放量与估计的大气、海洋和陆地生物圈变化之间的差异，是对当代碳循环的不完善数据和理解的衡量。
GCB是否得到政府当局的认可？政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 在所有评估报告中和其他机构对全球二氧化碳预算进行了评估。多年来，全球碳项目协调了这一合作社区的努力，以每年发布全球碳预算。世界各地的多个组织和研究小组生成了用于完成全球碳预算的原始测量和数据。
化石 CO2 排放量在不同时期有何不同？
工业化前的碳排放：大气中二氧化碳 (CO2) 的浓度从工业时代初期的 1750 年的大约百万分之 278 (ppm) 增加到 2021 年的 414.7 ± 0.1 ppm。大气中的 CO2 增加最初，高于工业化前水平的主要原因是森林砍伐和其他土地利用变化活动向大气中释放了碳。然后，在 1850 年，46% 的化石 CO2 排放来自煤炭，35% 来自石油，15% 来自天然气，3% 来自碳酸盐分解，1% 来自燃烧。
1958 年后的化石燃料排放：虽然化石燃料的排放始于工业时代之前，但从 1950 年左右开始，它们成为大气中人为排放的主要来源，并且它们的相对份额一直持续增加，直到现在。人为排放发生在一个活跃的自然碳循环之上，该循环在从次日到数千年的时间尺度上在大气、海洋和陆地生物圈的水库之间循环碳，而与地质水库的交换发生在更长的时间尺度上。从 1960 年至今，全球陆地 CO2 汇的增加主要归因于 CO2 施肥效应，直接刺激植物光合作用并增加水资源受限系统中的植物用水，气候变化的负面影响很小。
在最近的 1960-2021 年期间，全球化石 CO2 排放量每十年增加一次。这些排放量的增长率在 1960 年代和 1990 年代之间有所下降，从 1960 年代（1960-1969）的每年 4.3%、1970 年代（1970-1979）的每年 3.2%、1980 年代（1980 年代）的每年 1.6% –1989），1990 年代（1990-1999）每年 0.9%。与化石排放量的增长相反，土地利用、土地利用变化和林业产生的二氧化碳排放量在 1960-1999 年期间保持相对稳定，但自 1990 年代以来略有下降。
2012-2021 年化石燃料排放：在 2010-2016 年期间，海洋 CO2 汇似乎随着大气中 CO2 的预期增加而加强。在历史时期，汇随着人为排放量的指数增长而增加。在此期间之后，增长率在 2000 年代再次开始上升，平均每年增长率为 3.0%，在过去十年（2012-2021 年）下降到每年 0.5%。在 2012 年至 2021 年的十年间，24 个国家的化石 CO2 排放量有所减少。
过去十年（2012-2021 年）的平均全球碳预算表明，总排放量的 89% 来自化石 CO2 排放，11% 来自土地利用变化。总排放量分为大气 (48%)、海洋 (26%) 和陆地 (29%)。
2021 年化石燃料排放： 2021 年，全球化石燃料二氧化碳排放量比 2020 年高 5.1%，原因是全球从最严重的 COVID-19 大流行中反弹，分布在煤炭 (41%)、石油 (32%)、天然气中(22 %)、水泥 (5 %) 和其他 (1 %)。与上年相比，2021年煤炭、石油和天然气的排放量分别增加了5.7%、5.8%和4.8%，而水泥的排放量增加了2.1%。大流行对火灾活动或森林覆盖变化趋势的影响很难与一般政治发展和环境变化的影响以及农业和林业经济活动中断的长期后果区分开来。
2022 年化石燃料排放： 2022 年预测估计，2022 年全球化石燃料二氧化碳排放量（包括水泥碳化）将增长 1.0%，超过 2019 年的排放水平。预计 2022 年全球每种燃料类型的排放量将增加：煤炭 +1%，石油 +2.2%，天然气 -0.2%，水泥 -1.6%。
现有数据表明，与 2021 年相比，2022 年化石 CO2 排放量继续增加 1.0%，使排放量略高于 2019 年的水平。预计 2022 年煤炭、石油和天然气的排放量将高于 2021 年的水平（分别高出 1.0%、2.2% 和 -0.2%）。虽然预计 2022 年中国的排放量将减少 0.9%，欧盟的排放量将减少 0.8%，但美国的排放量将增加 1.5%，印度将增加 6%，世界其他地区将增加 1.7%。
2022 年的预测是如何计算出来的？ 2022 年增长评估基于截至 8 月的每月计算的全球大气 CO2 浓度。额外的分析表明，与下半年（北方夏季-秋季-冬季过渡）相比，上半年（北方冬季-春季-夏季过渡）显示出更多的年际变化。 2022 年海洋 CO2 汇预测基于年度历史和估计的 2022 年大气 CO2 浓度、今年碳预算的历史和估计的 2022 年全球化石燃料排放量以及春季海洋尼诺指数。
从前工业时代到现在的排放总结是什么？在 1850-2021 年的历史时期，30% 的历史排放来自土地利用变化，70% 来自化石排放。然而，自 1960 年以来，化石排放量显着增长，而土地利用变化却没有，因此，土地利用变化对人为排放总量的贡献在最近时期较小（1960-2021 年期间为 18%，1960-2021 年期间为 11%） 2012–2021 年）。
计算全球碳预算
排放数据在哪里收集？自 1980 年以来，月度数据来自 NOAA/GML，并且基于海洋边界层中多个站点的直接大气 CO2 测量的平均值。 1958 年至 1979 年的月度数据来自斯克里普斯海洋学研究所，基于莫纳罗亚站和南极站对大气中二氧化碳的直接测量平均值。
如何通过人类活动的排放来量化 CO2 对大气的输入？它通过大气 CO2 浓度的增长率以及陆地和海洋水库中碳储存的变化来量化，以响应大气 CO2 水平的增加、气候变化和变率以及其他人为和自然变化。在这种量化中固有的是对这种随着时间的推移的扰动预算以及自然碳循环的潜在可变性和趋势的理解。反过来，这些因素会产生自然汇，以应对气候、二氧化碳和土地利用变化驱动因素的变化，并量化与给定气候稳定目标相容的排放量。
土地利用和土地利用变化如何计入这些方程式？来自土地利用、土地利用变化和林业的净 CO2 通量包括来自毁林、造林、伐木和森林退化（包括采伐活动）、轮垦（砍伐森林用于农业，然后废弃的循环）和再生的 CO2 通量森林（木材采伐或农业废弃后）。还添加了泥炭燃烧和排水的排放。
GCB 是如何定义汇的？ CO2 汇在概念上包括陆地（包括内陆水域和河口）和海洋（包括沿海和边缘海域）对 CO2 升高以及气候和其他环境条件变化的响应。全球排放及其在大气、海洋和陆地之间的分配在现实世界中是平衡的。
为什么大气增长率存在不确定性？大气增长率的不确定性归因于 4 个主要因素。
- 参考气体标准的长期重现性
- 可能持续数月至 2 年的小的无法解释的系统分析错误来来去去
- 海洋边界层的网络组成以及一些站点的进出、每个站点的时间序列间隙等
- 与使用地表网络的平均 CO2 浓度近似评估大气 CO2 总负荷所需的真实大气平均 CO2 浓度（质量加权，三维）相关的不确定性
脱碳有希望吗？在全球范围内，化石 CO2 排放量增长正在放缓，这是由于气候政策和技术变革的出现，导致从煤炭向天然气的转变、可再生能源的增长以及煤炭产能扩张的减少。在全球总体水平上，脱碳在过去十年中显示出强烈且不断增强的信号，经济增长放缓和单位 GDP 能源消耗下降的贡献较小。尽管全球化石 CO2 排放量增长放缓，但排放量仍在增长，但远远不能满足 UNFCCC 巴黎协定雄心勃勃的气候目标所需的减排量。
来源：CleanTechnic
