An unusually delayed and persistent atmospheric CO₂ response to the 2023/24 El Niño
这项研究表明,2023/24年的厄尔尼现象引发了一次异常延迟且持续的持续性大气二氧化碳增长响应,这种响应是由长期的陆地-大气碳失衡驱动的,尽管初始强迫较弱,其导致的累积碳异常值却是2015/16年事件的两倍。
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想象一下,地球的大气层就像一个巨大的、隐形的浴缸。通常情况下,水从水龙头流入(人类燃烧燃料释放的二氧化碳),并从排水管流出(植物和海洋吸收它)。水位缓慢而稳定地上升。但有时,天气会变得古怪。每隔几年,太平洋就会发脾气,引发被称为“厄尔尼诺”的现象。你可以把它想象成来自海洋的一个巨大的、温暖的拥抱,它改变了世界各地的天气。当这种情况发生时,地球的“排水管”——尤其是森林和海洋表面——开始堵塞甚至发生逆转,将碳重新吐回空气中,而不是将其吞下。科学家们早已知道,这些天气的脾气会导致我们大气浴缸里的水位在一段时间内上升得更快。大的疑问是:这些多出来的水会在那里停留多久?为什么它们有时比这场“脾气”本身持续的时间要长得多?
本论文研究了发生在 2023 年和 2024 年的一次非常近期且奇怪的“脾气”。研究人员扮演着追踪二氧化碳的“宇宙侦探”,他们发现了一些令人惊讶的现象。通常,当厄尔尼诺的“高峰期”(即该事件最热、最剧烈的阶段)过去后,空气中多余的碳会很快趋于平稳。但对于 2.3/24 年这次事件,大气层表现得就像一个在派对结束后仍拒绝上床睡觉的顽固青少年。碳水平不仅出现了激增,而且在海洋冷却下来、天气恢复正常后,依然在令人震惊的长时间内保持在高位。
研究团队将这次近期的事件与过去几十年中两次最大的“超级厄尔尼诺”事件(1997/98 和 2015/16)进行了对比。他们原以为 2023/24 年这次事件会较弱,因为海洋变暖程度不及之前的那些巨头。他们是对的:海洋释放的碳较少,且不像 2015/16 年那样发生了大规模的森林火灾。那么,为什么空气中的碳含量如此之高且如此持久呢?
论文指出,答案在于陆地。虽然海洋和火灾都相对平静,但陆地却在“闹情绪”。研究人员发现,森林和土壤不仅停止了吸收碳,还在厄尔尼诺高峰期过后数月内持续“释放”碳。这就像是在风暴期间,陆地屏住了呼吸,然后在风暴云散去很久之后,才长长地、缓慢地叹出了一口二氧化碳。
以下是数据实际显示的:
- 延迟: 在以往的大型事件中,碳增长在海洋达到最热时刻后的 2 到 4 个月内达到顶峰。而在 2023/24 年,这一顶峰直到海洋高峰期之后的七个月才出现。
- 持续时间: 在 2023/24 年,碳水平保持在最大高度一半以上的时间长达 10 个月。这比 2015/16 年观察到的 6 个月要长得多。
- 总量: 尽管海洋变暖程度较弱,但大气中堆积的总额外碳量(“累积异常值”)大约是 2015/16 年事件的两倍。
- 原因: 论文明确排除了海洋和火灾是造成这种延迟的主要元凶。海洋信号实际上比以前更弱,火灾信号也小得多。相反,证据指向了陆地存在的“持续性后期失衡”。陆地在事件本该结束之后,仍在不断向外喷吐碳。
研究人员使用了一种巧妙的方法,将 1980 年至今的所有厄尔尼诺事件进行排列组合,以便清晰地观察模式。他们通过多种不同的计算机模型和卫星数据核实了他们的发现,以确保这并非仅仅是由于误差导致的异常。虽然他们无法准确说明究竟是哪棵特定的树或哪片土壤负责(数据将一切都混合在了一起),但他们非常确信,陆地是导致碳在空气中停留如此之久的原因。
简而言之,这篇论文告诉我们,地球的碳循环比我们想象的要复杂得多。一场天气事件可能会结束,但陆地的反应可能会拖延数月之久,让我们的大气浴缸保持更长时间的充盈状态。这表明,随着地球变得越来越热,这种“宿醉”效应可能会变得更加普遍,从而使我们更难减缓大气中二氧化碳上升的速度。
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