馬薩諸塞州阿默斯特 - 馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的一對(duì)研究人員最近發(fā)表了一項(xiàng)研究結(jié)果，該研究首次采用基于過程的建模方法來了解 CO2河流和溪流對(duì)大氣的貢獻(xiàn)量。該團(tuán)隊(duì)專注于科羅拉多州落基山脈的東河流域，發(fā)現(xiàn)他們的新方法比傳統(tǒng)方法準(zhǔn)確得多，傳統(tǒng)方法高估了 12 倍的CO2排放量。該研究的早期在線版本最近發(fā)表由全球生物地球化學(xué)循環(huán)。
科學(xué)家將在地球和大氣中循環(huán)的總 CO2稱為碳收支。該預(yù)算包括 CO2 的人為來源，例如來自燃燒化石燃料的 CO2來源，以及作為地球常規(guī)碳循環(huán)一部分的更自然的 CO2來源。“在全球氣候變化的時(shí)代，”馬薩諸塞州阿默斯特分校地球科學(xué)研究生、這項(xiàng)新研究的主要作者布賴恩·薩卡迪 (Brian Saccardi) 說，“我們需要知道 CO2的基線水平是多少，它們來自哪里以及它們是如何產(chǎn)生的。碳排放工作的物理過程。”如果沒有這樣的基線，就很難知道隨著 CO2水平的增加地球是如何變化的。
溪流和河流是自然排放 CO2的眾多場(chǎng)所之一——科學(xué)家們?cè)缇椭肋@一點(diǎn)，但這是一個(gè)非常難以確定的數(shù)字。部分原因是因?yàn)?CO2排放量波動(dòng)很快，事實(shí)證明對(duì)地球上的所有河流網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行物理監(jiān)測(cè)是不切實(shí)際的。因此，科學(xué)家通常依靠統(tǒng)計(jì)模型來估計(jì)河流和河流排放的CO2 量。Saccardi 解釋說，問題在于這些模型沒有考慮 CO2如何從地下水進(jìn)入溪流或河流的全部復(fù)雜性，一旦到達(dá)那里會(huì)發(fā)生什么，以及有多少排放到大氣中。
“這是我們第一次考慮物理過程本身，”麻省大學(xué)阿默斯特分校地球科學(xué)教授、該論文的合著者馬修溫尼克說。“我們需要知道 CO2運(yùn)動(dòng)的每一步是如何運(yùn)作的，這樣我們才能知道它們將如何應(yīng)對(duì)氣候變化。”
Saccardi 和 Winnick 設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證了一個(gè)“基于過程的”模型，該模型依賴于物理定律和經(jīng)驗(yàn)測(cè)量來得出其估計(jì)值。兩人對(duì)科羅拉多州偏遠(yuǎn)的東河分水嶺的溪流進(jìn)行了 121 次測(cè)量，他們可以根據(jù)這些測(cè)量結(jié)果來測(cè)試他們的新模型。結(jié)果很明顯：根據(jù)研究，他們的模型比標(biāo)準(zhǔn)方法準(zhǔn)確得多。
盡管 Saccardi 和 Winnick 很快指出他們的結(jié)論僅適用于東河流域，但他們未來計(jì)劃更廣泛地應(yīng)用他們的基于過程的模型，并懷疑他們的新方法可能有助于從根本上重新評(píng)估地球的自然碳收支。
這項(xiàng)研究的資金由美國國家科學(xué)基金會(huì)和馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的學(xué)院啟動(dòng)基金提供。
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