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稳定增暖与温度过冲情景中冻土碳的响应与反馈研究

温度过冲,稳定增暖,冻土,冻土碳反馈

主题3 技术、台站、交叉 > 专题3.12 环境保护与气候变化应对的策略与调控

北半球高纬度多年冻土区在全球变暖背景下面临显著退化的风险，冻土碳逐渐或快速释放可能触发不可逆的气候变化，威胁全球气候目标的实现。本研究基于中等复杂度的地球系统模型 UVic ESCM开展参数扰动集合模拟试验，系统研究了全球增暖稳定在不同水平（稳定增暖）和全球增暖短暂超过1.5°C目标（温度过冲）情景中多年冻土的响应与反馈特征。结果表明，在1.5°C和2°C稳定增暖情景下，多年冻土面积相较工业化前的17.0百万平方千米分别减少4.6（4.5–4.7）和6.6（6.4–6.8）百万平方千米；相应的冻土碳损失分别为54（32–79）和72（42–104）PgC。在过冲情景中，多年冻土面积表现出一定程度的恢复，其额外损失相对1.5°C稳定增暖情景仅增加0.6（0.3–1.1）百万平方千米。然而，冻土碳损失则表现出显著的不可逆性，相较于1.5°C稳定增暖情景增加24（4–52）PgC。无论在稳定增暖还是温度过冲情景下，冻土碳反馈引起的额外增暖均随全球变暖幅度增加而增强，并在温度过冲情景的冷却阶段最为显著。冻土碳反馈导致的额外冻土面积损失约占总损失的5%（2%–11%）。在稳定增暖情景中，冻土面积、冻土碳储量及其对应的辐射强迫对全球变暖幅度均呈现近似线性关系。本研究模拟结果表明，在稳定增暖与温度过冲情景下，冻土碳反馈不太可能触发自我维持的全球尺度气候临界转变过程。