我和二氧化碳的区别在哪里?

人类活动排放的大量化石源CO2是目前大气CO2浓度上升的主要原因,其中约70%的化石源CO2排放发生在城市,因此对城市化石源CO2排放特征的认识,能为碳减排政策的制定、减排效果评估以及服务低碳经济发展提供关键的科学依据。

在2013年12月17日最新发布的IPCC第三工作组第五次评估报告《气候变化2014:气候变化减缓》(Working
Group III: IPCC 5th Assessment Report \”Climate Change 2014: Mitigation
of Climate
Change\”)中,来自复旦大学环境科学与工程系、复旦丁铎尔中心的蒋平副研究员和董文博教授的研究工作(Journal
of Cleaner Production, 58, pp.
130-137)被引用。对于两位科研人员的研究工作的引用出自于报告中的12章“Human
Settlements, Infrastructure and Spatial Planning”。

由于我无色无味,看不见也摸不着,所以很容易被忽略,多数人对我感到很陌生,不知道我与二氧化碳的区别何在。其实我就是二氧化碳,之所以贴有“化石源”的标签,只是由于我来自于煤、石油和天然气等化石燃料的燃烧过程。

地球环境研究所周卫健院士及其团队较早在国内开展了利用14C监测城市大气化石源CO2的研究。在前期工作基础上,通过在西安市不同区域进行大气CO2长期连续观测并首次结合△14C

δ13C两种碳同位素示踪方法揭示城市化石源CO2的区域和季节的源汇变化特征及规律。研究发现,西安市冬季化石源CO2的排放对新增大气CO2(总浓度扣除背景浓度)的平均贡献在城区和郊区分别为61.8±10.6%和57.4±9.7%,其中燃煤是主要的排放源;而在夏季由于受到土壤呼吸、植物光合作用等源汇因素的影响,使得化石源CO2的平均贡献高于冬季,且表现出和冬季相反的区域变化规律,即郊区(90.0±24.8%)大于城区(82.5±23.8%)。这一结果表明减少燃煤消耗仍是目前降低城市碳排放的重要途径,同时生物排放也是不可忽略的因素,因为生物质燃烧以及有机质分解等过程使其在冬季对大气CO2的贡献可达40%,而在夏季由于植物光合作用强度增加导致生物活动可以在城市碳循环中扮演碳汇作用,因此在今后的碳减排政策的制定中也应充分考虑生物排放对城市大气CO2的贡献。

这也是继复旦环境科学与工程系、复旦丁铎尔中心王琳教授有关大气新粒子形成生长机制的研究工作(Nature
Geoscience 2010, 3, 238-242; Chemical Reviews 2012, 112,
1057-2011),以及庄国顺教授有关我国超大城市大气颗粒物PM2.5化学组分特征与来源的研究工作(Atmospheric
Environment 2005, 39, 3771-3784; Atmospheric Environment 2006, 40,
2935-2952)在2013年9月27日发布的IPCC第一工作组第五次评估报告《气候变化2013:自然科学基础》(Working
Group I: IPCC 5th Assessment Report Climate Change 2013: The Physical
Science Basis)得到引用后,我系研究人员的工作再次被IPCC第五次报告引用。

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相关研究成果以“Emission characteristics of atmospheric carbon dioxide in
Xi’an, China based on the measurements of CO2 concentration, △14C and
δ13C”为题,发表于《Science of the Total
Environment》刊物。该研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院和环保部项目的联合资助。

我凭什么来吸引眼球?

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或许有人会说,二氧化碳又不属于大气污染物,多一点少一点对大众生活又没影响。我确实不愿与PM2.5、CO、SO2沆瀣一气,但并不意味着我无足轻重。气候变暖都知道吧,主要原因在于温室效应的增强,而二氧化碳是最主要的温室气体之一。大气中二氧化碳的浓度工业革命前约为280ppm(ppm-parts
per
million,相当于微摩尔每摩尔),目前已超过400ppm,主要是由于人类活动使用大量化石燃料所致(IPCC
Fourth Assessment
Report)。所以毫不谦虚的说,我是气候变暖的重要推手,当然你们可以说我是罪魁祸首。

周卫健院士研究团队近几年发表的关于14C示踪化石燃料CO2排放的研究论文:

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  1. Zhou, W.*, Wu, S., Huo, W., et al. 2014. Tracing fossil fuel
    using Δ14C in xi’an city, China. Atmospheric Environment. 94, 538-545.

  2. Niu, Z., Zhou, W.*, Wu, S., et al. 2016. Atmospheric fossil fuel
    CO2 traced by Δ14C in Beijing and Xiamen, China: temporal variations,
    inland/coastal differences and influencing factors. Environmental
    Science & Technology
    , 50, 5474-5480.

  3. Niu, Z., Zhou, W.*, Cheng, P., et al. 2016. Observations of
    atmospheric Δ14CO2 at the global and regional background sites in China:
    implication for fossil fuel CO2 inputs. Environmental Science &
    Technology
    , 22, 12122-12128.

  4. Niu, Z.*, Zhou, W., Zhang, X., et al. 2016. The spatial
    distribution of fossil fuel CO2 traced by Δ14C in the leaves of gingko
    (Ginkgo biloba L.) in Beijing City, China Environmental Science &
    Pollution Research
    , 23, 556-562.

  5. Feng, T., Zhou, W.*, Wu, S., et al. 2018. Simulations of
    summertime fossil fuel CO2 in the Guanzhong basin, China. Science of The
    Total Environment 624, 1163-1170.

如何在芸芸众生中找到我?

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