从碳达峰到碳中和，中国将怎样用30年走完西方国家60年的路？

文章来源:科普中央厨房碳交易网2021-04-02 07:37

碳中和地球系统科学

　　人类为什么要应对气候变化呢？当前科学共同体研明，温室气体排放会导致全球温度升高并触发气候灾难，比如干旱、飓风等，一些百年一遇的灾难可能会变成十年一遇，这是人类难以承受的。为了把温度控制在有限的升高范围之内，人类就要控制温室气体的排放量。那么二氧化碳的排放量和温度升高是一个什么样的关系呢？通过研究，科学家发现二氧化碳以及其他温室气体的累积排放与温度升高之间大致呈线性关系的。

　　如果人类想把大气温度升高控制到2摄氏度内，那么从工业革命到现今，人类总排放——所有累积的二氧化碳排放量不能超过29000亿吨。但是截至2011年，人类就已经排放了大约19000亿吨二氧化碳了。2019年，全球化石燃料使用以及工业活动产生的二氧化碳排放量单年就达到约368亿吨，所以按此排放力度，人类将很快用光可允许排放的二氧化碳总量。科学计算表明，如果保证地球温度升高到不超过1.5摄氏度，则气候灾难是人类可承受的，此情景下人类的二氧化碳排放必须得到控制，在2050年左右必须实现碳中和。

　　碳中和是人类意识到自身对环境的灾难性影响后，采取的全体应对行动，改变人类发展轨迹，进而改变地球演变变化，促进形成人类可持续发展的共同命运。因此，碳中和是人类命运共同体的有机组成部分，而碳中和科学是涉及到研究地球系统演变变化的科学，亦可归于地球系统科学范畴。

　　中国科学院大气物理研究所（简称“大气所”）是一家长期聚焦大气科学、气候变化与地球系统科学的科研单位。针对碳中和国家重大需求，2020年12月24日，大气所成立了国内第一家以碳中和为基础研究方向的科研机构——碳中和研究中心。

　　实际上，大气所的老一辈科学家早已前瞻性地开创了相关理论，可用于建立碳中和科学体系，增进对碳中和的科学认识，支撑我国碳中和实践。

　　叶笃正先生是国家最高科技奖获得者。上世纪80年代初期，他开辟了我国气候变化的研究，提出人类有序适应理论。他认为，排放温室气体是人类的无序活动，应对全球变暖缺乏整体措施，要建立研究模型，进行模拟试验研究，以试验结果提出解决办法，各国应有序适应全球变暖，寻求全球整体可持续发展的最佳方案。碳中和行动即是这样一种全球有序适应。

　　曾庆存院士同样获得了国家最高科技奖，他于上世纪90年代提出了自然控制论，他认为，人类必须合理最优地规划人类本身的活动，以达到对自然环境的负面影响最小，而正面影响最大，或者简而言之，是对自然环境的合理的或最优的调控。人类有序适应和自然控制论构成碳中和理论分析框架与路径优化方法，形成碳中和科学体系，这是我国学者对碳中和的贡献。

　　大量的科研工作可以为碳中和提供科技支撑。大气所承担的国家地球数值模拟科学大装置即将投入运行，该装置可以全方位模拟地球演变过程，服务于碳中和相关模拟计算。中科院负责工程总体、大气所承担重要设计工作的我国首颗全球二氧化碳科学监测试验卫星TanSat，提供了二氧化碳的全球监测。结合地面观测、飞机航测等可以构建起天空地一体化的碳观测网络，对地区的碳达峰、碳中和目标实现提供第三方基于大气观测的客观评估。对内支撑我国区域与城市碳管理，对外支撑全球盘点，争取我国气候外交话语权与核查权。

　　近期，大气所刘毅团队在《自然》上发表的一篇文章，就采用了这种大气观测评估方法，得出我国陆地生态系统年均吸收二氧化碳大概是11亿吨，而国外研究结果远低于11亿吨。

　　城市决定了全球70%以上的二氧化碳排放，所以城市二氧化碳的监测和减排，是碳达峰、碳中和的重要内容。大气所在城市碳排放监测领域也有着独特的优势，在北京市区建有一个325米高的全天候运行的气象高塔，可以获得宝贵的垂直大气观测信息，有利于推算城市排放。京津冀地区还建有一个综合地面站、飞机航测、卫星遥感、城市高密度监测网在内的天空地一体化观测网络，用于研究区域与城市的碳排放。