这篇文章最初发表于360年耶鲁大学环境。
这是不是你经常遇到的科学家气喘吁吁关于他们新发现的兴奋。但它发生在我去年九月在美国国家空间研究所在圣若泽杜斯坎普斯的巴西研究城市。大气化学家卢西亚娜加蒂抢着告诉她的同事从亚马逊雨林，这是她完成了她早上二氧化碳排放量的最新分析结果。
十年来，她的团队一直从飞越世界上最大雨林上空的飞机上的传感器上采集空气样本。他们对最近结果的整理表明，亚马逊的大部分地区从吸收空气中的二氧化碳，减缓全球变暖，变成了温室气体的“来源”，从而加速了全球变暖，这可能是数千年来的第一次。
“我们已经达到了一个临界点，”加蒂几乎是在叫喊，他既为她的发现感到高兴，又为结果感到痛苦。
“情况一年比一年糟……我们必须停止滥伐森林，同时想出解决办法。”
就在她讲话的时候，亚马逊流域的大火正在熊熊燃烧，成为全球的头条新闻。但是她的发现并不是火灾的短期结果。它们是基于火灾爆发前的测量数据，并显示出长期趋势。她之前曾在干旱年份短暂地观察到同样的情况。但现在，不管这一年是干是湿，也不管发生过多少次火灾，水槽都成了源头。“情况一年比一年糟，”她说。“我们必须停止滥伐森林，同时想出解决办法。”
加蒂要求我保持沉默暂时，而她准备她的数据进行公布。当我在四月与她联系，她的论文中还没有定下来。但我现在可以告诉的故事。它生动地说明了气候科学家，谁看到世界各地的生态系统去亚马逊的方式们越来越沮丧。
科学家们警告说，过去联合国使用的气候模型美国政府间气候变化专门委员会(IPCC)还没有完全反映出碳汇消失后，气候变暖的规模。这些启示来自三个领域的研究:
- 加蒂对亚马逊的研究表明，森林正从碳汇转变为二氧化碳的来源;
- 新一代结合了这些成果转化为应对气候变化，而其早期的输出被刚刚兴起的未来预测的气候模型;
- 最近的研究发现，生态系统释放出的甲烷数量正在不断增加。甲烷是第二重要的温室气体，对未来几十年的气温变化至关重要。
额外的排放，被称为碳循环反馈，已经可以使保持变暖低于2摄氏度的前景 - 在2015年巴黎气候协议同意目标 - 几乎是不可能的。新的造型很可能导致来自IPCC，这是由于下一个科学的评估更加悲观的预测 - 冠状病毒允许 - 四月2021
我们这个星球的土地和海洋目前占用所有的一半我们把大气中的二氧化碳。气体溶解在海水中，并通过种植植物吸收。如果没有这些“碳汇”升温迄今为止本来的两倍大。我们希望已经超过2度的目标。但现在的问题是卷取是否会保持原样，或减少。
这取决于生态系统对空气中多余气体的反应。这种反应有两种相互竞争的形式。首先，额外的二氧化碳加速了植物的生长。这种施肥效应意味着森林在生长过程中吸收了更多的二氧化碳，减缓了空气中的二氧化碳积累。好消息。
但坏消息是，增加的二氧化碳也带来了更高的温度，它正朝着相反的方向，降低了大自然吸收二氧化碳的能力。这是因为温暖的海水溶解更少的二氧化碳，而土壤释放更多的气体，一些森林遭受热压力，死亡或着火。
这两种反馈都在发挥作用。但生态学家说，气候变暖的破坏性影响，尤其是与森林砍伐结合在一起的影响，正变得越来越重要。这就是加蒂在亚马逊所看到的。而且这种趋势发生的速度通常比预期的要快。
加蒂的研究结果与该地区森林砍伐最严重的亚马逊东南部地区有关，表明整个雨林可能从一个碳汇转变为二氧化碳的来源。巴西最著名的气候科学家、圣保罗大学的卡洛斯•诺布雷说，自上世纪90年代以来，未受破坏的雨林吸收二氧化碳的能力已经减半。整个森林将会释放超过500亿吨的碳，他说最近这相当于全球化石燃料和工业五年的排放量
非热带森林大部分仍处于碳“汇”模式。但其他热带雨林似乎也在效仿亚马逊，朝着成为碳源的方向发展。Wannes Hubau现在在比利时中非皇家博物馆工作，最近报道“总的来说，地球上完好无损的热带森林的碳吸收量在20世纪90年代达到顶峰”，此后一直在下降。他发现，非洲热带雨林的碳损失在2010年前后开始增加。
另一个大问题是永久冻土融化的影响。这片覆盖极北地区大部分地区的冻土蕴藏着上千亿吨的碳，当陆地解冻时会释放出来。有多少和多快是一个尚未解决的问题。但迹象并不好。一个最近的研究在加拿大北部发现的解冻已达到心灵深处“由2090已经超出那些预计将发生”
一些研究人员认为，这些令人担忧的发现不太可能在未来的预测中成为现实，应该不予考虑。
这种快速失控的碳释放到大气中的风险一直是一个令人担忧的同时生态学家。强说愁正受到新一代旨在因素气候模型的预测生态系统如何应对气候变化加强。
到目前为止，大多数气候模型在很大程度上局限于自己评估我们的二氧化碳排放量如何温暖的空气，以及如何与物理反馈，例如减少冰盖升温相互作用，提高大气中的水蒸气，并改变云。这仍然是一项正在进行的工作。我写在这里360年耶鲁大学环境今年2月，一项新的实地研究表明，随着全球变暖，云给我们降温的能力可能会大幅减弱，从而推动全球变暖进入超速运行状态。
当生态反馈已经包含在模型中，它大多是在一个非常简单的方式。但是，新车型正在为气候科学的未来IPCC评估正在发生变化，发达国家。第一次，他们捕捉大自然如何对吸收二氧化碳的能力可能随着气候的变化而变化的各种可能性，理查德·贝茨说的英国气象局哈德利中心，世界顶级气候建模的群体之一。他的这些新车型的早期成果的初步评估是敲响了警钟。
他与突破研究所的Zeke Hausfather在本月网站上的博客中写道碳短暂他警告说，许多新模型的预测“到2100年将以二氧化碳浓度高得多告终”。这意味着全球变暖。“高气候敏感性和高碳循环反馈的结合可能导致实质性的变暖，即使在更温和的排放情景下，”他们说。
即使是“与目前实施的气候政策相当一致”的情况，也可能导致高达5摄氏度的升温，而不是目前估计的3摄氏度。贝茨说，这是因为“与没有碳循环反馈的670 ppm的预测相比，可能的反馈的上限导致空气中的二氧化碳含量比之前设想的高出40%:到2100年达到936ppm。”(目前的水平是415ppm，工业化前的水平是280ppm左右。)
如果世界在现有的气候政策上倒退，情况可能会更糟。基于这一假设，到本世纪末，全球变暖将达到几乎不可想象的7.7摄氏度(13.9华氏度)，而不是在没有碳循环反馈的情况下预测的6摄氏度。
一些研究人员认为，这些令人担忧的发现应该立即被驳回。苏黎世ETH的Katarzyna Tokarska和其他人，声称最近随着极端气候变暖模型将无法准确地“预测”当前的环境 - 所以是有偏见的，不可能对自己的未来预测现实。根据这些研究，这意味着，用“雄心勃勃”的行动，以减少排放量，世界能够满足巴黎协定温度设定目标。
但也有人说，如果气候变化推动亚马逊等生态系统超越关键临界点，那么现在不太可能成为未来的可靠指南。
贝茨和豪沙父说，虽然新模型的极端结果不是最可能的，但它们代表了“值得考虑的风险“。
埃克塞特大学的彼得·考克斯首先介绍了碳循环到气候模型在2000纸预测,“碳循环反馈可以显著加速21世纪的气候变化。他说，现在甚至连他自己都“对最近的模型中，当碳循环反馈启动时，二氧化碳的大量增加感到惊讶”。他警告说，虽然新模型可能还不能准确地反映未来，但“它们对揭示现实世界的敏感性非常有帮助。”
因此，令人遗憾的是，并不是所有这些对碳的新预测都像最初打算的那样被纳入下一次IPCC评估。Hausfather说，开发新模式的国际努力正在进行。比计划晚了一年”和很多人会错过被包括在评估，这是这个月新的研究结果的最后期限。
关于CO2反馈的日益关注之际，正值中甲烷的大气水平上升趋势的消息。
对二氧化碳反馈的日益关注，是对大气中第二大温室气体甲烷水平趋势的警告。这一数字是工业化前水平的两倍多，在经历了直到2007年的十年稳定之后，现在又开始大幅上升。美国国家海洋和太空管理局(NOAA)本月估计，大气中的甲烷含量达到了a2019年的记录是1875亿这是有史以来第二大同比增幅。
如何来吗?伦敦大学皇家霍洛威学院的尤安·尼斯贝特说，同位素分析显示，工业排放，比如水力压裂法排放的气体，仍然是甲烷的重要来源。但最近激增的主要原因是微生物的排放，主要来自热带地区。
微生物排放包括农业来源，如稻田和牛的内脏，但也包括自然生态系统中的微生物，特别是湿地。尼斯比特去年从乌干达飞往赞比亚采集空气样本时，发现了他所谓的“甲烷的一个伟大的羽从维多利亚湖周围的湖和湿地班韦乌卢沼泽”上升。爱丁堡大学的马克·伦特还发现一个大幅增加苏德湿地是南苏丹尼罗河上维多利亚湖下游的一片广阔湿地。假设是温度升高使微生物更加活跃。
这种甲烷增加无内置甚至新的气候模型与碳循环反馈。这些模型大多假定在空气中的甲烷水平将保持稳定。但值得关注的是不断增长的，即使技术可以减少工业排放，全球变暖将推动持续飙升甲烷含量 - 以及更多变暖的后果。
这对于实现巴黎气候大会将气温上升控制在2摄氏度以下的目标来说是一个非常大的问题。
甲烷通常在大气中只能持续10年，比二氧化碳少得多。但是，当它存在的时候，它就会带来巨大的暖化效应。经过20年的测量，每个甲烷分子的温室效应是每个二氧化碳分子的84倍。
气候模型通常评估在一个多世纪的温室气体变暖的影响。这有效地调谐他们强调C02的重要性，遇事推诿甲烷一个失败者。但是，如果他们被调整到短的时间内，甲烷会出现近三倍更重要。
这似乎很奇怪，这种较短的时间是2050年作为尼斯贝特很少采用，因为全球风险超过其二度升温限制所说的在美国，如果随着全球变暖，自然生态系统继续释放更多的甲烷，“实现巴黎气候变化目标可能会变得非常困难。”
大自然似乎也在反击。在吸收了我们轻率的污染行为之后，现在看来它正在使情况变得更糟。我们只能怪自己。
