耶鲁大学的研究显示了森林向农田的转变如何影响气候

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根据耶鲁大学的一项新研究,全球森林向农田的转变引发了一种大气变化,尽管在气候模型中很少考虑到这种变化,但它对全球气温产生了净降温效应。

写作在《自然气候变化教授,Nadine昂格尔耶鲁大学林业与环境研究学院(F&ES)的研究报告称,在过去150年里,大规模的森林损失减少了全球生物挥发性有机化合物(BVOCs)的排放。BVOCs控制着许多短期气候污染物在大气中的分布,如对流层臭氧、甲烷和气溶胶颗粒。

安格尔利用复杂的气候模型计算出,1850年至2000年间,BVOC排放量减少了30%,这主要是由于森林向农田的转化,导致全球净降温约0.1摄氏度。在同一时期,全球气候变暖了约0.6摄氏度,主要是由于化石燃料二氧化碳排放量的增加。

根据她的研究结果,BVOC排放的减少对气候的影响,与长期以来已知的影响全球气温的其他两种毁林后果的影响是相同的,尽管是以相反的方式:碳储存和反照率效应。森林转化导致的碳储存能力的丧失加剧了全球变暖。与此同时,深色森林的消失也有助于通过所谓的反照率效应抵消气温上升的影响。(反照率效应是指地球表面反射的辐射量。例如,浅色的田野比深色的森林反射回太空的光和热更多。)
如果不做一个包括这些因素的地球系统模型模拟,我们就不能真正知道对全球气候的净影响。
——Nadine昂格尔
昂格尔说,BVOC排放减少和反照率增加的综合效应可能已经完全抵消了森林碳储存能力丧失所造成的变暖。

“自工农业革命以来,人类活动造成的土地覆盖变化已经取代了天然森林和草原,取而代之的是农田,”F&ES大气化学助理教授昂格尔说。“而农田并不是这些BVOCs的强烈排放源——通常它们不会排放任何BVOCs。”

“如果不做一个包含这些因素的地球系统模型模拟,我们就无法真正知道对全球气候的净影响。因为这些排放的变化同时影响到变暖和变冷的污染物,”她指出。

昂格尔说,这些发现并不表明森林损失的增加对气候变化有好处,而是强调了气候变化的复杂性,以及更好地评估世界上哪些地区将从更多的森林保护中受益的重要性。

自从19世纪的中期th本世纪以来,地球上耕地的比例增加了一倍多,从14%增加到37%。昂格尔说,由于森林对BVOC排放的贡献远远大于农作物和草地,这种土地利用的转变已经消除了地球上约30%的BVOC来源。

并非所有这些化合物都以同样的方式影响大气化学。例如,气溶胶有助于全球“降温”,因为它们通常将太阳辐射反射回太空。因此,自前工业时代以来,森林气溶胶减少50%实际上已经导致了更大的变暖。
(这些排放)没有人为排放那么受关注……但如果我们改变森林覆盖的数量,那么人类对这些排放就会产生影响。
——Nadine昂格尔
然而,造成全球变暖的强效温室气体甲烷和臭氧的减少,有助于产生净降温效果。

Unger解释说,这些排放在气候模型中经常被忽略,因为它们被视为地球系统的“自然”部分。她说:“所以它们没有像化石燃料挥发性有机化合物等人类排放那样受到关注。”“但如果我们改变森林覆盖的数量,那么人类就会对这些排放产生影响。”

她说,在以前的气候模型中,这些影响也被忽略了,因为科学家们认为,BVOC的排放量从前工业时代到现在几乎没有变化。但一项研究去年发表的Unger的研究表明,这些挥发性化合物的排放确实减少了。欧洲科学家的研究也得出了类似的结果。

她说,臭氧和有机气溶胶的变化对温带地区的影响特别强烈,而甲烷的影响则更广泛地分布在全球各地。

Unger指出,全球气候系统对BVOC排放的敏感性表明,建立一个全球范围的BVOC排放长期监测计划的重要性。
——凯文Dennehy kevin.dennehy@yale.edu203 436 - 4842