国际应用系统分析研究所 ( IIASA ) 领导的一项新研究表明，地球的碳-气候系统可能比此前认为的更加脆弱。该研究全面审视了地球如何应对人类活动带来的环境压力，提供了更广阔的系统层面视角。
这项研究发表在《整体环境科学》杂志上，由国际应用系统分析研究所（IIASA）和乌克兰利沃夫国立理工大学的科学家开展。该团队引入了一种创新方法，通过将碳排放转化为可衡量的“压力”和“应变”指标来评估人类活动对地球的影响。
“到目前为止，科学界主要以每年数十亿吨的碳排放量来衡量地球的状况。这很重要，但它并不能揭示地球作为一个物理系统如何应对我们施加的日益增长的压力，”该研究的主要作者、国际应用系统分析研究所先进系统分析项目的研究员马蒂亚斯·乔纳斯解释说。“我们想看看整个地球系统在这种压力下是如何伸展和紧张的。”
该研究的一项重要发现是引入了“应力功率”，这一概念描述了人类活动向地球系统单位体积增加能量的速率。据估计，2021年应力功率将下降12.8至15.5帕斯卡/年。虽然这看起来微不足道（大致相当于微风的压力），但地球陆地、海洋和大气的累积效应表明，这种压力可能正在使地球失去其自然平衡。在一个不受人类活动引起的气候变化干扰的系统中，应力和应变通常都接近于零。
研究人员还分析了地球“延迟时间”随时间的变化，延迟时间描述了地球碳系统对压力的反应速度，并确定了1925年至1945年之间的转折点，这表明地球系统开始改变其对压力的反应的时间比以前认为的要早得多。
“这个早期的转折点出乎意料，”乔纳斯说。“这表明地球的陆地和海洋可能早在20世纪上半叶就已经开始改变其通常的模式。此后，这些系统不再像以前那样运转，而是越来越受到人类活动的压垮，最终不再有效地吸收二氧化碳。”
这可能意味着各国需要比计划更早采取行动来减少温室气体排放。
“实现未来的排放目标很重要，但我们也需要关注地球正在变得多么脆弱，”乔纳斯说。“即使我们达到了目标，地球自然系统的衰弱仍可能使我们比预期更早地面临重大破坏。地球向早期脆弱性的转变目前尚未被气候模型捕捉到，但这需要被捕捉到。”
该团队强调，需要进一步研究量化这种转变，并将他们的应力-应变方法纳入全球气候模型。他们希望，通过拓展科学家追踪地球状况的方法，从单纯计算碳排放到理解地球在压力下的物理反应，世界能够更好地应对未来的挑战。
编译自/scitechdaily