В новой специальной коллекции журналов AGU будут представлены результаты исследования Второго регионального исследования углеродного цикла и процессов (RECCAP2) с десятилетними данными о росте парниковых газов.   

Необходимо немедленное и быстрое сокращение выбросов парниковых газов, чтобы избежать худших последствий изменения климата. Второе исследование Региональной оценки углеродного цикла и процессов (RECCAP2) предоставляет точные научные данные об источниках и стоках трёх основных парниковых газов за 2010–2019 гг. для всех регионов суши и океана. В новом специальном сборнике статей, опубликованных в нескольких журналах AGU, будут представлены эти результаты, которые можно использовать для разработки национальной и международной политики и действий по замедлению и стабилизации скорости роста парниковых газов в атмосфере и связанного с этим потепления климата. 

Десятилетие рекордного роста концентрации парниковых газов (2010–2019 гг.) 

Чтобы поддержать разработку путей к нулевым выбросам, был запущен второй этап исследования региональной оценки углеродного цикла и процессов (RECCAP2) Глобального углеродного проекта, чтобы предоставить столь необходимую информацию о темпах роста парниковых газов с региональным и временным разрешением.

Скорость роста парниковых газов в атмосфере определяется балансом выбросов и абсорбции от природных процессов и деятельности человека. Поскольку концентрации двуокиси углерода (CO₂), метана (CH₄) и закиси азота (N₂O) в настоящее время находятся на рекордно высоком уровне, необходимо немедленно начать устойчивое сокращение выбросов. 

Парижское соглашение 2015 г. и Конференция сторон 2021 г. (COP26) наметили чёткий путь к достижению нулевых выбросов, что необходимо для того, чтобы оставаться в пределах пороговых значений изменения температуры в 1,5°C и 2,0°C. Тем не менее, рост выбросов движется в неправильном направлении: в периоды с 2000 по 2009 гг. и с 2010 по 2019 гг. среднегодовой глобальный темп роста увеличился с 1,9 до 2,4 частей на миллион (ppm) в год для CO₂, с 2,2 до 7,6 частей на миллиард (ppb) в год для CH₄ и c 0,7 до 1,0 частей на миллиард в год для N₂O (см. рис. 1). 

В 2020 году, несмотря на временное снижение экономической активности из-за продолжающейся пандемии коронавируса-19 (COVID-19), что привело к сокращению выбросов CO₂ от ископаемого топлива на 5,4% (Le Quéré et al., 2021), рост атмосферного содержания CO₂ оставался таким же, как в год Эль-Ниньо (+2,4 млн-1), а рост содержания CH₄ и N₂O был самым большим из когда-либо наблюдавшихся, +15,7 и +1,4 млрд-1 соответственно. 

Figure 1: Global annual concentrations of CO2, CH4 and N2O in the marine boundary layer. The rate of growth between 2000-2009 and 2010-2019 has accelerated for all three gases (Canadell, in press). Data from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), https://gml.noaa.gov, accessed on January 15, 2022.

Отнесение роста выбросов парниковых газов к выбросам и абсорбции  

Региональное исследование по оценке и процессам углеродного цикла в настоящее время находится на втором этапе. Серия исследований, связанных с количественной оценкой выбросов и абсорбции парниковых газов на суше и в океане, будет опубликована в готовящемся к выпуску Специальном сборнике AGU со статьями в журналах Global Biogeochemical Cycles, AGU Advances, JGR: Biogeosciences и JGR: Oceans. 

Вслед за успехом RECCAP1, в котором количественно оценивались источники и стоки CO₂ за период 1990-2009 гг., деятельность RECCAP2 будет охватывать выбросы и абсорбцию всех трёх основных парниковых газов за период с 2010 г. В RECCAP2 бюджеты CO₂, CH₄ и N₂O будут разработаны для десяти регионов суши и пяти регионов океана, которые в совокупности охватывают весь земной шар и несколько «специальных» областей (см. рис. 2), включая обновлённые оценки для четырёх неотъемлемых компонентов континуума суша-океан-вода (LOAC). 

Особенно уникальной особенностью RECCAP2 является использование нескольких современных независимых методов для оценки потоков парниковых газов, включающих атмосферные инверсии, модели поверхности земли, биогеохимические модели океана, продукты данных, основанные на наблюдениях с судов и дистанционном зондировании. и национальные кадастры парниковых газов. Вместе эти различные оценки выбросов и абсорбции дают возможность определить области неопределённости, а также поддержать планирование будущих исследовательских кампаний, которые помогут уменьшить эту неопределённость. 

В совокупности интеграция отдельных регионов суши и океана в глобальные потоки даёт дополнительную информацию о том, насколько хорошо мы можем сбалансировать источники выбросов с их стоками (см. Deng et al., 2021).

Figure 2: The RECCAP2 land (10), ocean (5) and special topic areas to be included in the special collection. Additional estimates associated with the four LOAC sub-groups are developed for each team to use and to  help reconcile top-down and bottom-up methodologies (Kondo et al., 2021).

RECCAP2, международная акция с широкой направленностью 

RECCAP2 стартовал в 2019 году в Готембе, Япония, и в настоящее время включает более 150 участников из более чем 20 стран мира, представляющих различные роды деятельности и охватывающие области знаний от биологии термитов до наблюдений за парниковыми газами из космоса. 

В дополнение к десяти регионам суши и пяти регионам океана, показанным на рисунке 2 и включённым в первую деятельность RECCAP, RECCAP2 дополняет три новых исследования суши, посвящённых области многолетней мерзлоты, полярной биогеохимии и обратным связям с будущим климатом, а также три новых исследования океана, исследования, посвящённые изменению сезонности в углеродном цикле, биологическому углеродному «насосу» и модельным оценкам. 

Многолетняя мерзлота и полярные регионы представляют особый интерес, учитывая, как быстро меняется температура в высоких широтах, и необходимость оценить, начинают ли замороженные углерод и азот, хранящиеся в многолетней мерзлоте, оттаивать и высвобождаться в виде CO₂, CH₄ и N₂O. Что касается полярных регионов, то большое количество новой литературы даёт представление об изменениях в полярной биогеохимии по мере отступления ледяных щитов с потеплением (рис. 3).

Figure 3: A new polar regions study will be included in RECCAP-2 to contribute to our understanding of polar biogeochemistry as ice sheets retreat with warming (figure from Wadham et al., 2019).

Сквозные мероприятия включают проект взаимного сравнения межсекторальных моделей воздействия на многолетнюю мерзлоту, интеграцию результатов Глобального углеродного бюджета (Friedlingstein et al., 2021), Глобального бюджета по метану (Saunois et al., 2020) и Глобального бюджета закиси азота (Tian et al., 2021). 

Ещё одним нововведением в RECCAP2 является новое внимание к латеральным биогеохимическим потокам, возникающим в результате водных процессов (перенос, выбросы и захоронение), а также в результате торговли сельскохозяйственными товарами и изделиями из древесины. Было показано, что латеральный обмен углеродом является ключевым компонентом согласования методологий «сверху вниз» и «снизу вверх» в RECCAP1 (Ciais et al., 2021). Четыре подгруппы работают над обновлением различных компонентов континуума «Суша-океан-вода» (внутренние воды, эстуарии и прибрежные водно-болотные угодья, континентальный шельф и боковые потоки), а ещё одна группа занимается торговыми потоками. Руководство по интеграции и согласованию восходящих и нисходящих оценок наземных потоков CO₂, включая их определения, предоставлено Ciais et al., 2022), см. рис. 4 для CO₂.

Figure 4: Definitions and terminology for the CO2 emissions and terrestrial removals has been provided based on experience of the first RECCAP activity (Ciais et al., 2022).

Бюджетирование выбросов парниковых газов для удовлетворения потребностей науки и политики  

Со времени первого RECCAP возникли новые требования и ожидания в отношении учёта парниковых газов, при этом необходимо, чтобы бюджеты более непосредственно информировали о разработке целей по смягчению последствий изменения климата, а также вносили вклад в мониторинг потенциальных обратных связей между климатом и углеродом в условиях быстрого глобального потепления. 

В Шестом оценочном отчете (AR6) Межправительственной группы экспертов по изменению климата, опубликованном летом 2021 года, чётко указано, что «…влияние человека привело к нагреву атмосферы, океана и суши. [и что] произошли широкомасштабные и быстрые изменения в атмосфере, океане, криосфере и биосфере». В AR6 также представлена ​​дорожная карта, позволяющая избежать повышения температуры на 1,5°C или 2,0°C с учётом возникающей взаимосвязи между кумулятивными выбросами парниковых газов и глобальным изменением температуры, также известной как переходная реакция климата на кумулятивные выбросы углерода. Эта дорожная карта выбросов количественно определяет с 50-процентной достоверностью «остаточный углеродный бюджет» в размере 500 Гт CO₂ и 1350 Гт CO₂, чтобы оставаться в пределах 1,5°C и 2,0°C, или примерно от 10 до 30 лет при нынешнем уровне выбросов CO₂ (МГЭИК, в печати). 

В 2023 году в соответствии с Парижским соглашением будет проведена первая Глобальная инвентаризация для оценки глобального прогресса в сокращении выбросов парниковых газов, а подготовка к ней стартует в начале 2022 года посредством серии технических диалогов.

Дорожная карта RECCAP2  

Специальная коллекция RECCAP2 предъявит всестороннее представление о трёх основных парниковых газах за 2010–2019 гг. для всех регионов суши и океана, включая обмен парниковыми газами в водном транспорте и экономической торговле. Новый анализ в этой серии публикаций, будет играть решающую роль в национальных и международных обобщающих докладах, а также будет способствовать получению глобального сводного представления о смягчении последствий изменения климата в соответствии с требованиями Глобальной инвентаризации. 

RECCAP2 выходит в то время, когда необходимо немедленное и быстрое сокращение выбросов парниковых газов, чтобы избежать худших последствий изменения климата, и обеспечивает основу для международного сообщества, чтобы внести свой вклад в науку, которая будет способствовать успеху Парижского соглашения.

 

Ссылка: https://eos.org/editors-vox/inventorying-earths-land-and-ocean-greenhouse-gases