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管理森林与击倒 - 树干
有砍伐的树干的管理森林。 信誉:安德鲁乱族顿/ alamy股票照片。
客人帖子
2021年4月26日16:00

客座帖子:一个“Rosetta Stone”,用于将土地缓解途径带入线路

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04.26.21
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26.04.2021 |4:00 PM
客人的帖子 客座帖子:一个“Rosetta Stone”,用于将土地缓解途径带入线路

科学家们知道,世界的陆地表面吸收近三分之一人类引起的二氧化碳排放量每年。这款碳“水槽” - 主要来自森林 - 是人类活动每年涌出的排放的重要缓冲区。

但是求凿出的陆地水池完全是“自然”,有多少“人为” - 这是由人类影响的 - 很棘手。

为了回答这个问题,已经为建模小组和国家“库存”制定了不同的方法,即各国用于估计每年在其边界内排放和吸收的温室气体(GHG)。

这两种方法有完全不同的定义和估计。这听起来可能是个小细节,但是,在巴黎协定,对监测全球排放减少的集体进展产生差异。

在我们的新论文中,发表在自然气候变化,我们呈现“罗塞塔石碑"将基于模型的土地使用缓解途径转化为与国家一级温室气体清单更具可比性的估计数的调整。

虽然我们的方法不会改变现有的全球脱碳途径,但它确实将基于模型的陆地汇的部分重新分配,以与温室气体库存一致。

该调整降低了基于模型的途径,略微预测要达到净零排放时的点。因此,累积允许的全球排放到那时 - 也就是说,在国家库存定义下,剩余的温室气体预算减少了约12-13%,相对于符合1.5C或2C的原始模型途径约为12-13%限制。

全球剩余的碳或温室气体预算本身没有变化,但其感知的规模取决于使用哪种排放核算系统。

如果我们使用在全球脱碳途径中模型应用的系统,与早期估计相比没有变化。但是,如果我们使用国家级GHG库存,我们的调整可确保与模型的途径相比,可以改变各国关于所需的净排放水平的看法。

为什么CO2'removals'估计如此重要?

巴黎协议规定,在旨在为1.5℃的旨在实现“远低于2C”的目标,以“远低于2C”,需要在下半年实现“通过温室气体(GHG)的汇率下降来源的人为排放的平衡”世纪”。

结果,各国现在正在宣布一连串净零目标。实现这些目标将需要减少排放和促进二氧化碳“去除”的组合 - 将CO2从大气中取出的流程,目前依赖于土地部门。

词汇表
综合评估模型:IAM是分析广泛数据的计算机模型 - 例如物理,经济和社会 - 制作可用于帮助决策的信息。对于气候研究,具体而言,......阅读更多

一年一次,定期检查巴黎协定目标的进展“全球臭味“。这个过程的第一次迭代,它将明确依赖于最佳可用科学,将于2022-23开始。188bet博彩公司怎么样它涉及各国的历史和计划缓解努力与科学表明是必要的,以达到约定的目标。188bet博彩公司怎么样预计识别的任何差距都将被承认,并希望能够激励更强的气候行动。

通过历史进度通过在巴黎协议下报告国家GHG报告,此后统称为“国家温室气体库存”(NGHGIS)。计划未来努力的评估使用各国承诺的气候目标,包括“国家决定捐款(ndc)在2025年或2030年长期策略在中世纪或之后。通过限制升温至1.5℃和低于2C的限制趋向的科学估计综合评估模型(艾玛)。

虽然这个计划看起来很合理,但在IAMs和nggis的土地部门的“人为清除”概念中有一个棘手的细节。也就是说,如何分配受人类活动影响的土地吸收的二氧化碳。

所涉及的二氧化碳量是显着的。例如,土地二氧化碳净渠道的模型与国家级估算之间的差异 -助势“是土地和大气之间的二氧化碳交换 - 目前相当于全球人为二氧化碳排放量的10%以上。

为什么全球模型和国家在土地二氧化碳估计中有所不同?

下图突出了全球人为陆二氧化碳“净助焊剂”估计之间的差距 - 正助焊剂表明更多的二氧化碳被发射到大气中而不是除去,而相对适用于负通量。

蓝线代表来自使用的模型的历史净助焊剂的估计关于气候变化和土地的特别报告政府间气候变化小组(IPCC),而红线显示不同场景下的IAM的投影。灰线显示来自NGHGIS的助焊剂估计,黑线在NDC下显示投影。

红色和蓝线之间的间隙和灰色和黑色的差距均为每年约55亿吨的二氧化碳(GTCO2 / YR)。这种不匹配的禁止准确评估巴黎协定下的进度。

在NGHGIS与未来NDC和全球模型的土地二氧化碳助焊剂中不匹配
显示NGHGIS(灰线)与未来国内确定捐款(NDC,黑线)和全球模型(红线)之间的土地二氧化碳通量估算中的图表。历史模型助焊剂(蓝线)来自用于簿记模型IPCC关于气候变化和土地的特别报告(IPCC SRCCL),而未来的途径(红色)来自IAM各种共享社会经济途径(这里只有SSP2场景)。Lulucf代表“土地利用,土地利用变化和林业”,这是NGHGIS与土地相关二氧化碳通量的术语。无条件承诺是保证的最低国家,条件承诺是基于金融的强大行动。阳性助焊剂表示净排放,而负助焊剂表明来自大气的二氧化碳的净去除。来源:Grassi等(2021)。

我们的研究确定了这种差距的主要和可解析的原因,与IAM和NG​​HGI之间的概念不一致相关,估计人为CO2水槽。

无化石燃料和行业的排放是由人类造成的,因此被归类为“人为”。然而,对于土地二氧化碳助焊剂,事情要复杂得多 - 它们涉及可能难以解开的人类造成和自然过程。

这些过程包括直接的人为影响,如砍伐森林、森林收获和重新生长,但也包括间接影响。这些包括二氧化碳施肥而气候变暖会导致温度和降雨模式的变化,这往往会刺激植物生长。

两个基本上独立的科学社区发展了不同的方法,以估计来自土地的人为二氧化碳通量 - 以不同的目的和范围 - 这在他们自己的具体背景下有效。

第一个社区涉及全球碳周期和综合评估的科学建模,包括IAM。通过复杂的模型,他们开发了从天然助熔剂(包括间接人类诱导的效果)的大约单独的人体助条质(仅限人类诱导的效果)的方法,其目的是提供包含在内的全球一致的估计IPCC评估报告

另一种是与社区的发展相联系的IPCC用于NGHGIS的方法论指南- 旨在提供所有国家适用的务实和一致的方法报告他们的温室气体排放量

在这种实际的现实世界背景下,在这第二个社区运作的情况下,在管理的森林中对二氧化碳净助剂的直接和间接人为效应的分离是不可能的,即不受森林或造林的森林。这是因为,通过直接观察测量森林生物量随时间的变化 - 例如国家森林清单通常是基于基于NGHGIS的 - 一个人不能说出有多少生物量变化是由于更好的管理以及环境所致的多少因素。

因此,非法的IPCC指南采用了妥协,其中人类被人类被定义为“管理”的所有GHG助量被认为是人为的。来自“非托管”土地的GHG助焊剂不会被认为是人为的,因此在NGHGIS中没有报告。虽然这个代理显然是不完善的IPCC专家组已经结束了,目前,NGHGIS没有更好和广泛适用的替代品。

在实践中,在一个在地区保持不变的森林中,IAM只考虑与强化收获活动相关的二氧化碳助核和随后的再生(直接效应)是人为的。这是全球相对有限的地区。另一方面,NGHGIS包括更广泛的管理区域上的所有CO2通量 - 例如,例如不太强烈的管理森林 - 例如经过稀疏和选择伐木或保护区域的区域。重要的是,NGHGIS考虑直接和间接人类诱导的效果,符合IPCC“管理土地”妥协。

IAMS考虑的植物区 - 约0.5亿公顷 - 和NGHGIS - 约3亿公顷,存在相当大的差异。这些差异总结在下图中,其还包括完整的森林,我们用作各国未托管森林的代理。

IAMS和NGHGIS在估算人为土地CO2通量的不同方法的插图
IAMS和NGHGIS在估算人为陆二氧化碳通量的不同方法的插图。基于Bassi等人(2021)和ogle&Kurz(2021)。

这种在人为土地CO2助焊剂中的这种不匹配是利用IAM在评估进度方面的关键障碍,并且在巴黎协定下的目标中更加雄心壮志。

此问题已受到最高级别的确认,例如在最近的IPCC特别报告中(ON)全球变暖1.5℃和上气候变化和土地)和在2019年全会联合国气候变化框架公约(UNFCCC)。

IPCC和政策制定者都需要一种可行的解决方案。然而,这个问题不是为了决定哪种方法更好,也不要强迫一个社区或者另一个使用特定的方法,但能够平衡他们的估计,以便可以比较它们。

如何确保一致的比较?

在改变国家的方法的过程中,可以是可取的直接和间接影响的方式,这在短期内是不切实际的。因此,我们探讨了如何使用全局模型的输出来促进类似于类似的比较。

从本质上讲,问题是各国称“人为”的土地二氧化碳的部分,即IAMS调用“非人为”。幸运的是,这些排放在IAM的整体计算中并非“丢失”,而是被其他类型的模型捕获,例如动态全球植被模型(DGVM)和地球系统模型(ESMS)。

这些模型专门估计土地对人类诱导的环境变化(间接影响)的自然反应 - 也就是说,大多数国家通常是“人为”的那些二氧化碳势态。虽然大多数IAM没有明确地模拟这些势态,但它们是使用ESMS和DGVMS的信息来陈述 - 在开发与特定温度限制一致的发射路径。

由于这主要是如何标记通量的问题,因此只需通过重新分配陆地汇来实现更一致的比较。这在下面的图表中示出。

左侧图表(A和B)显示了人为(顶部)和天然助熔剂(底部)的建模方法,而右侧图表(C和D)显示了模型的结果调整到NGHGIS方法。To make the modelling of anthropogenic fluxes conceptually more comparable with NGHGIs, we relocate part of the global models’ natural sinks – due to indirect human-induced effects on non-intact forests (the dashed green area in chart b) – to the anthropogenic component (chart c).

值得注意的是,我们的方法通过全球模型(从非人为组件从非人为性成分从非人为植物中迁开部分森林水槽,但不会改变能源和行业的排放途径,也不会导致土地利用排放量金博宝188备用地址效果(分别图中图中的灰色和黄色区域)。此外,由于自然和人为助焊剂的变化完全补偿,所以在大气中剩下的CO2(B和D中的红线)也保持不变。

调整建模的IAM IAM CO2通量可与NGHGI方法相媲美
调整建模的IAMS LAND CO2助熔剂(左侧图表)的示例与NGHGI方法(右手)相当。绿色箭头显示全球模型的一部分自然水槽(绿色遮蔽与阴影)的重新定位到人为组分。非完整森林在这里被用作各国管理森林的代理。来自Grassi等人(2021),适用于SSP2-2.6场景。

势态迁移是否会改变我们对全球碳预算的理解?

我们建议的调整确保了对IAMs和nggi进行适当的同类比较,但不会改变对当前和未来的科学理解剩余的全球碳排放或累计温室气体排放(即,排放直到净零碳或GHG排放与某种气候目标一致)。但是,它确实有影响了解国家所需的缓解努力。

下图总结了上面概述的所有步骤。从在NGHGIS(黑线)和IAM之间的人为土地CO2助焊剂(图A)的大差距开始(彩色线条,代表不同的排放途径),我们的方法将来自DGVM估计的间接效应的通量从非完整林上估计(图表b) to the original IAMs’ results (chart c). The resulting “adjusted” IAMs estimates (dotted lines in chart c) are then conceptually and quantitatively more comparable with NGHGIs (black line in chart c).

这些变化不会影响非Lulucf(土地使用,土地使用变化和林业)排放(图表D)。但是,Lulucf和非Lulucf排放的总和(即“经济范围的”排放)确实发生变化,并且对经济范围的排放(图表E中虚线的无数的减缓途径低于原始排放量(实线)。相同的推理适用于累积温室气体排放。

例如,对于场景SSP2-1.9和SSP2-2.6- 表示保持升温至约1.5℃和2C的途径,分别累积温室气体排放,直到以NGHGI可比较的方式表达的Net-oots表示为120-192 GTCO2,与IAMS(图F)描述如何。这意味着,尽管我们的解决方案不改变原始脱碳途径,但由于NGHGIS的镜头,相对于原来的IAM考虑,它会降低给定的温控极限的总人为排放和允许的经济范围内净排放量途径。

总结IAM路径调整为NGHGI的图表
总结IAM路径调整为NGHGI的图表兼容:从IAM和NG​​HGIS(图A)之间的土地二氧化碳通量的当前差距开始,从非完整林(图B)估计的间接效应被添加到原始土地IAM路径(图表C中的实线),以获得调整的NGHGI可比较的土地IAM路径(图C中虚线)。考虑到更广泛的影响:通过求解对土地IAM途径保持不变(在图表D中的其他温室气体排放,我们获得了包括所有部门(图表E中虚线的NGHGI相对的经济途径途径。然后表F表示相对于原始累积GHG排放的NGHGI相当的累积温室气体排放的影响(作为GTCO2或%)的影响。值得注意的是,图表B中的森林下沉是非常不确定的2050年。改编自基数等人(2021)。

这种调整的含义是什么?

我们拟议的调整并不意味着应在气候目标中或不应包括间接效应,而是简单地促进了类似的效果 - 以及因此科学更准确的 - 对IAM途径的不同国家气候目标进行比较。

在没有这些调整的情况下,将基于IAM的途径与基于NGHGIS的当前排放量进行比较,这将使集体进展更加追踪,而不是其实际情况。

然而,调整后的IAM途径变得越来越难以解释,因为由于间接效应导致的CO2水槽取决于气候变化的水平。例如,在更雄心勃勃的途径下,CO2施肥效果也降低,而且还有CO2水槽(见图B中的蓝色和绿线)。因此,调整后的Lulucf途径不包括对气候行动水平的这种明显依赖性,因此,与原始Lulucf途径(图C)相比,所需的努力不太可见。

IAMs缓解途径作为评估《巴黎协定》下的集体进展的基准和比较点,对气候政策具有巨大的重要性。然而,要发挥这一作用,它们在概念上应该与天然气水合物和气候目标相比较。

总的来说,从我们的研究中可以得到两条信息。首先,全球模型和国家一级温室气体清单之间人为陆地二氧化碳通量的调和是可能的:当进行同类比较时,原来的巨大差距就消失了。

其次,由于大多数国家都是通过其NGHGI核算体系来考虑排放和气候目标的,因此需要将这些目标与调整后的、NGHGI兼容的路径以及剩余的累计温室气体排放进行比较。这一调整有助于更准确地评估《巴黎协定》全球盘点下的气候集体进展,从而提高各国对具体温度目标仍可排放的全球排放水平的认识。

Grassi,G.等人。(2021)评估国家气候进步的土地缓解途径的关键调整,自然气候变化,DOI:10.1038 / S41558-021-01033-6

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