古代植物蜡的启示:甲烷动力学与全球变暖

古代植物蜡的启示:甲烷动力学与全球变暖来自格陵兰岛北部蜡唇湖的一段沉积物岩芯材料,这项研究发现,过去的气候变暖增加了北极湖泊的甲烷产量。这表明持续的全球变暖可能导致甲烷排放增加。研究发现,气候变暖导致甲烷循环加剧,并持续数千年。新研究利用保存在沉积物中的植物生物标记重建了过去一万年的甲烷循环。植物蜡具有古代甲烷的同位素特征,随着地球因地球轨道的缓慢变化而变暖,湖泊产生了更多的甲烷,而甲烷是一种有效的温室气体。资料来源:杰米-麦克法林通过研究这些生物标志物,研究人员发现,全新世中期的气候变暖导致格陵兰岛不同气候条件下的湖泊都产生了甲烷。由于甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体,因此了解随着气候变暖甲烷产生量的任何变化都非常重要。2014年格陵兰西北部蜡唇湖的实地照片,背景为格陵兰冰盖和三位研究作者(杰米-麦克法林、埃弗雷特-拉舍尔、亚罗-阿克斯福德)。图片来源:AlexP.Taylor目前,研究人员对北极湖泊中甲烷的产生量以及持续变暖对甲烷产生的影响尚不完全了解。新的研究表明,气候变暖有可能导致湖泊甲烷排放出现以前未被重视的变化。这项研究将于9月29日发表在《科学进展》(ScienceAdvances)杂志上。领导这项研究的杰米-麦克法林(JamieMcFarlin)说:"上一次格陵兰岛湖泊经历重大变暖时,我们正在走出上一个冰期,湖泊甲烷循环增加的条件需要一段时间才能形成。但一旦条件成熟,我们研究中的湖泊就会在数千年内保持甲烷循环的加强,直到自然驱动的全新世晚期降温开始。这支持了气候对一些北极湖泊甲烷循环的依赖性"。该研究的资深作者马格达莱纳-奥斯本(MagdalenaOsburn)补充说:"这些数据表明,在过去的温暖时期,甲烷循环的时间有所增加。生活在一个正在变暖的星球上,我们可以从这些过去的迹象中帮助预测我们的未来。我们认为,这一过程在这些湖泊的未来将变得越来越重要。"研究开始时,麦克法林还是西北大学的博士生;现在她是华盛顿大学的助理教授。奥斯本是西北大学温伯格艺术与科学学院地球与行星科学副教授。奥斯本与温伯格学院地质科学系威廉-迪林(WilliamDeering)教授、论文第二作者亚罗-阿克斯福德(YarrowAxford)共同指导麦克法林。湖泊是甲烷的重要天然来源,但随着北极地区湖泊的不断变暖,甲烷的产生量究竟会发生多大的变化,目前还没有完全量化。由于北极和北方地区是地球上变暖速度最快的地区,研究人员必须更好地了解气温变暖与这些湖泊中甲烷产生之间的动态关系。为了探索这些动态变化,研究人员在两个湖泊(蜡唇湖和特里夫纳索湖)采集了新数据,并查阅了格陵兰岛上另外两个湖泊(N3湖和冥王星湖)的公开数据。他们将沉积物中水生植物蜡的氢同位素组成与来自陆地植物和其他来源的生物标志物进行了比较。水生植物生物标志物的同位素组成显示,在大多数地点,全新世早中期的甲烷特征。由于这些植物会吸收甲烷,它们可能会在甲烷排放到大气中之前缓解湖泊中产生的部分甲烷。麦克法林说:"在我们研究的湖泊中,一些甲烷被生活在湖泊中的水生苔藓吸收--很可能是通过与一种吃甲烷的细菌共生。我们还不知道在我们的研究期间,这些湖泊中产生的甲烷与消耗的甲烷相比有多少,因此对大气的总体影响还不清楚。不过,植物对甲烷的吸收可能仅限于非常特定类型的水生苔藓,因此并非所有湖泊甚至所有北极湖泊都会有这些相同的动态变化。"阿克斯福德说:"北极地区的湖泊覆盖面积很大。并非每个湖泊都有能记录甲烷动态的苔藓,但我们的研究也凸显出,无论苔藓是否在现场见证这些变化,北极的大片湖泊都很容易受到气候驱动的甲烷循环变化的影响。这是北极地区迅速变暖可能影响全球气候的另一种方式"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387653.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1387653.htm

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今夏地表温度达逾百年最高报告:北极加速变暖将危及全球该份年度报告显示,具有全球影响的极端天气和气候事件正变得更加频繁。加拿大北部部分地区和加拿大北极群岛气候变暖,加上降水量低于正常水平,导致这些地区出现了极端的野火季。与此同时,由于高温导致冰川融化,格陵兰岛的冰盖又损失了350万亿磅(1587亿公吨)的冰,延续了自1998年以来陆地冰损失的趋势。报告称,格陵兰岛最高点——海拔3216米的峰顶研究站(SummitStation)经历了34年前有记录以来的第五次冰川融化。每日融化的累计冰川面积接近历史最高纪录。该报告还详细说明了“北极绿化的确凿证据”,随着气温升高、降水增加以及永久冻土融化,灌木和树木占据了草原和苔原。““北极绿化”也就是北极陆表区域植被绿度增加,这与气温、季节性积雪、人类活动显著相关。报告指出,北极所谓的“苔原绿度峰值”(peaktundragreenness)达到了24年来研究中的第三高水平。“北极绿化”会释放大量储存在永久冻土中的二氧化碳,从而加速气候变化。威胁全球其它地区报告称,“北极变暖对该地区以外的地区有着深远的长期影响”,因为陆地冰损失会导致海平面上升,从而威胁沿海城市的住房、交通和商业。美国忧思科学家联盟(UnionofConcernedScientists)的气候科学主任BrendaEkwurzel表示,这份报告发现,“北极过热造成的不可逆转的气候危害将继续波及北美和欧亚大陆。”...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404123.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1404123.htm

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提前8年升高2°C:北极在全球迅速变暖中起到了放大的作用根据伦敦大学学院(UCL)研究人员领导的一项新的建模研究,北极地区更快的变暖将导致全球气温提前八年升至2℃,而该地区的变暖速度与全球平均变暖速度相同。新的研究得出结论,北极变暖速度加快将使全球气温升高2°C的目标提前八年实现,这强调了加强监测和了解北极气候动态的迫切需要。北极地区目前的变暖速度是全球平均速度的近四倍。这项发表在《地球系统动力学》(EarthSystemDynamics)杂志上的新研究旨在估算北极地区变暖速度的加快会对多快突破《巴黎协定》中规定的全球温度阈值1.5°C和2°C产生影响。比较气候模型为实现这一目标,研究小组创建了其他气候变化预测,其中北极不会出现快速变暖。然后,他们将这一假设世界的气温与"真实世界"模型的气温进行了比较,并研究了突破《巴黎协定》规定的1.5℃和2℃临界温度的时间。他们发现,在北极没有快速变暖的模型中,阈值的突破时间分别比"现实世界"的预测时间(2031年和2051年)晚了5年和8年。北极海冰中的德国科考船Polarstern号。图片来源:阿尔弗雷德-维格纳研究所此外,他们还发现,北极不成比例的快速变暖,即所谓的北极放大效应,给预测增加了不成比例的不确定性,因为模型对该地区预测的变化比对地球其他地区预测的变化要大。全球意义和监测需求该研究的第一作者、博士生阿利斯泰尔-达菲(AlistairDuffey,伦敦大学洛杉矶分校地球科学系)说:"我们的研究通过量化北极快速变暖对我们何时可能突破关键气候阈值的巨大影响,强调了其全球重要性。北极变暖也给气候预测增加了很大的不确定性。这些发现强调,有必要在原地和通过卫星对该地区的温度进行更广泛的监测,并更好地了解那里发生的变化过程,从而用于改善对全球气温上升的预测"。直接贡献和当地影响这项研究并没有试图量化北极变暖对世界其他地区的影响方式,例如通过海冰的消退帮助地球保持凉爽,而是估算了北极变暖对全球气温上升的直接贡献。根据直升机底部照相机拍摄的高分辨率航空图像绘制的浮冰三维图像。图片来源:Alfred-Wegener-Institut/NielsFuchs共同作者JulienneStroeve教授(UCL地球科学学院、加拿大马尼托巴大学和美国国家冰雪数据中心)说:"虽然我们的研究侧重于北极变暖如何影响全球气温变化,但当地的影响也不容忽视。全球气温上升2°C,北极地区的年平均气温将上升4°C,冬季将上升7°C,这将对当地居民和生态系统产生深远影响。此外,北极地区的快速变暖还会产生我们在这项研究中没有考虑到的全球性后果,包括海平面上升和永久冻土融化,从而导致更多的碳排放到空气中"。被忽视的北极气候变化该研究的共同作者罗比-马莱特博士(RobbieMallett)(马尼托巴大学和伦敦大学洛杉矶分校地球科学荣誉研究员)说:"北极的气候变化经常被政治家们忽视,因为该地区大部分地区都在国界之外。我们的研究表明,北极地区对《巴黎协定》等全球目标的影响有多大,希望能引起人们对该地区已经出现的危机的关注。"北极放大效应在冬季最强,是由几个因素造成的。其中之一是海冰的消退,这意味着更多的阳光(和热量)被海水吸收,而不是反射回太空。另一个因素是极地空气的垂直混合比热带少,这使得较暖的空气靠近地球表面。研究方法和不确定性这些模型将地球表面划分为三维网格单元,模拟每个单元内发生的物理过程。研究小组修改了模型的输出结果,将北纬66°以北地区的温度变化率设定为与地球其他地区的温度变化率相同,从而创建了一个北极不会迅速变暖的替代世界。他们研究了在合理的中间排放情景下,消除北极快速变暖对气温预测的影响,并计算了所有模型的平均气温预测值。此外,他们还研究了从模型中移除北极快速变暖会如何影响更悲观或更乐观的情景。例如,在更乐观的情景下,即大幅削减排放量并在2050年后不久实现净零排放,北极变暖会导致超过1.5°C的时间相差7年。与全球其他地区相比,不同模式对北极温度的预测差异更大,占预测不确定性的15%,尽管该地区仅占全球表面积的4%。当20年间全球平均气温比工业化前高出1.5℃或2℃时,就被视为突破了1.5℃和2℃的限制。《巴黎协定》的目标和北极变暖《巴黎协定》这一国际条约的目标是将全球平均气温保持在"远低于工业化前水平2℃",并努力"将气温升幅限制在1.5℃以内"。据认为,自前工业化时代以来,北极地区的气温已经升高了2.7°C,而且自21世纪初以来,这种升温速度还在加快。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1397221.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1397221.htm

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