砧板上的碳测量

了解碳是如何在陆地、海洋、空气和地球上所有生命中移动的，再怎么强调也不为过。的碳循环帮助塑造了地球的气候回到了远古时期，是今天的主要决定因素。那么，我们可能面临的是一个不受欢迎的消息失去一些能力在预算即将削减的情况下测量二氧化碳和其他温室气体。

这一领域的一批杰出科学家最近在一份报告中描述了他们的担忧和科学影响信科学．那么，为什么理解碳循环对我们来说如此重要呢?

碳循环为您服务

在过去150年左右的时间里，燃烧化石燃料和砍伐森林等人类活动向大气中排放了大量二氧化碳。二氧化碳是非常有效地吸收热量，改变我们的气候．

碳循环减少了这些排放的影响;自然的二氧化碳吸收池可以去除我们排放到空气中的一半以上的二氧化碳。大约一半的这种服务是由陆地植被提供的(植物在光合作用中吸收二氧化碳以产生茎、叶和根)，另一半是由海洋吸收的。因此，每十亿吨碳排放到大气中，作为一种有效的吸热气体，只有不到一半的碳留在大气中。陆地和海洋带走了剩下的。

然而，这种气候服务并非没有成本，就像海洋一样变得越来越酸因为它们减少了我们的碳排放。碳循环也非常复杂。一些排放到大气中的碳仍然存在成百上千直到它最终被缓慢的过程去除，比如深海混合和岩石风化。这就产生了的概念“不可逆转的”气候变化．所以碳循环在某些方面帮助了我们，但在另一些方面却很糟糕。

向气候目标射出摇摆不定的箭

先不讨论气候目标(即我们认为我们可以忍受多少变暖)是否是一个好主意，以及应该在什么水平上，让我们假设有一个我们不想超过的变暖水平。在国际气候谈判中，这一直是一个全球升温2°C(3.8°F)．

已经证明有一个“简单”的关系总(或累积)碳排放量与长期温度升高之间的关系。我们一百年前排放的一部分气体仍然在产生影响，所以我们必须研究工业时期开始以来的排放。所以本质上，如果我们要保持在国际建议的温度目标以下，我们就可以花掉(或排放)一个碳银行账户。“简单”是加引号的，因为有不确定性我们账户上还有多少钱。

为了达到目标，我们的账户可能比我们想象的多，也可能比我们想象的少。我们究竟要花多少钱，这种不确定的部分原因是，我们不知道碳循环到底会在多大程度上继续帮助我们摆脱困境。如果确切地知道我们能排放多少碳是重要的，那么我们就需要尽可能多地了解碳循环。否则，我们可能就大错特错了。

从森林里的塔到卫星

有些读者可能对这幅碳循环的标志性图片很熟悉:基林曲线．这条曲线(如下图所示)显示了大气中二氧化碳的稳步上升。锯齿状的模式捕捉到了北半球的“呼吸”，春天在植物在冬天后重新生长时从大气中吸收二氧化碳，在秋天植物死亡或落叶时将二氧化碳释放到大气中。

就气候而言，这是重要的衡量标准，因为气候在很大程度上被迫向一个或另一个方向变化由于过量的二氧化碳浓度在大气中。但这条曲线忽略了许多其他重要问题，比如:如果不进入大气，我们排放的另一半(约一半)去了哪里?陆地是否均匀地吸收碳，或者在北部中纬度地区或热带地区是否有强大的碳汇?这些是如何随时间变化的呢?这只是几个问题在的许多．

回答这些问题所需的大部分信息来自世界各地由NOAA监督的网络，包括长瓶空气取样点、高塔和飞机。该网络在地方和区域范围内提供关键的碳循环信息。了解哪些生态系统和景观类型是碳汇或碳源，以及碳汇或碳源的程度;这些源和汇如何应对干旱和野火等干扰，这些问题将有助于确定碳循环在持续的碳排放和变暖下将如何演变。

截至IPCC上一份报告，模型普遍显示，陆地和海洋将继续吸收排放的碳，但是气候变化可能会减少这种服务．至于这一数字在21年内会减少多少，目前还不确定^圣世纪，这掩盖了我们在“排放”银行账户上的实际金额。减少这种不确定性使得地面和空中测量变得更加重要。

卫星，比如日本格萨以及NASA最终的“轨道碳观测者2号”提供覆盖地球很大区域的碳循环测量，是我们理解的重要组成部分，但它们仍然需要“原位”测量来验证，例如目前受到威胁的测量。

碳测量成为砧板?

在这个预算紧张的时期，许多重要的科学项目都被砍掉了，更广泛地说，在全国各地的部门。评论哪些应该留下哪些应该离开是不公平的。这是国会的工作。

不过，我要说的是，国家海洋和大气管理局温室气体监测项目的预算目前是600万美元，在联邦总预算中是数万亿美元。相对而言，这似乎是一个非常小的代价，以获得对我们理解地球如何运作如此重要的信息，并对社会产生如此大的影响。

PS:对于那些想要了解更多碳循环的人，我强烈推荐大卫·阿切尔的通俗易懂、信息丰富的书，漫长的解冻．