二氧化碳和甲烷并不是世界唯一需要担心的温室气体。的迅速崛起笑气(N2O),俗称“笑气”,也不是开玩笑。
这种鲜为人知的温室气体可能不像二氧化碳那么普遍和持久,但它的威力要强数百倍,并且可以在大气中停留一个多世纪。
如今,它主要通过人类农业实践释放,例如使用廉价的氮肥。而且,正如您毫无疑问猜到的那样,它也是枯竭和全球变暖。
更糟糕的是,我们严重低估了它的用途。自世纪之交以来,新的测量揭示了大气中的氮2O的崛起速度比联合国专家曾经预测的要快得多。
“我们看到 N2过去二十年中,特别是从 2009 年开始,氧气排放量大幅增加。”气候科学家罗娜·汤普森说来自挪威空气研究所(NILU)。
“我们的估计表明 N 的排放2过去十年中 O 的增长速度比政府间专门委员会估计的要快(IPCC)排放因子方法。”
研究人员没有根据通常从间接来源收集的人类排放量进行计算,而是根据来自世界各地的数十项大气测量结果,采用了“自上而下”的方法。然后使用这些数据来预测 N21998 年至 2016 年间陆地和海洋的 O 动态。
与IPCC在2006年提出的简单模型不同,该模型假设N之间呈线性关系2氧气排放和氮的使用,新的发现表明这个问题可能会迅速升级——比现在的情况还要严重。
2000 年至 2005 年以及 2010 年至 2015 年期间,N2发现 O 排放量增加了大约 10%。这是向联合国报告的化肥使用率估计值的两倍多。
作者说,这并不是由于自然变化,而是我们对农作物氮肥的日益依赖。生产硝酸并燃烧化石燃料和生物质当然没有帮助。
“这一增长明显大于之前的估计,”作者写,并补充说“这种程度的变化无法通过[N]的任何已知机制来解释2O] 下降,因为这需要将大气寿命增加约 20 年,而这种变化在这个时间尺度上是不现实的。”
(汤普森等人,自然气候变化,2019)
绝大多数过量的氮来自陆地,虽然美国和欧洲的排放量保持相当稳定,但氮2O 在中国急剧上升,在印度、尼泊尔、孟加拉国、巴基斯坦和巴西也有较小程度的上升。
作者发现,过去 20 年来,这些地区的排放量增长约占全球排放量增长的一半,其中非洲又贡献了 20%。对于中国和巴西来说,政府间气候变化专门委员会的预测都相差甚远。
“这种不匹配似乎是因为这些地区的排放量比例高于氮肥和粪肥的使用量,”解释作者在最近的一篇文章中对话。
他们解释说,在某一点之后,植物似乎不再能够有效地固氮,这会导致排放量呈指数级增加。
这个想法并不新鲜,但是没有参与这项研究的农业研究员理查德·埃卡德(Richard Eckard),告诉澳大利亚广播公司新闻网此前从未在全球层面进行过研究。
“当你超过[植物]系统使用氮肥的能力时,效率就会消失,氮可能会从循环中泄漏,”他告诉ABC。
“在某些行业中,施肥量超过推荐量,氮就会呈指数级损失。”
在一个自然 审查环境农学家 David Makowski 同意这项研究的观点。他写道,发展中国家氮肥用量的稳步增长很可能是近期全球排放量激增的原因。
“这一结果强化了 N 之间存在非线性关系的假设2氧气排放和氮气输入,因此具有非恒定排放因子,正如之前的一些实验现场研究和荟萃分析所建议的那样,”他写。
“这意味着 IPCC 默认的恒定排放因子第一级方法可能会在过量氮较低时高估排放量,而在过量氮较高时低估排放量。”
IPCC 报告已批评的过去低估了永久冻土融化、临界点和正反馈循环造成的碳排放。现在,N 似乎也发生了同样的事情2氧气排放。
今年早些时候,一学习发现北极永久冻土融化释放的一氧化二氮可能是我们之前认为的 12 倍。甚至最近,它到过 建议全球变暖和海洋酸化可能只会使这种强效气体的排放变得更糟。
“我们将不得不根据这些结果调整我们的排放清单,”威尔弗里德·温尼沃特说是 IIASA 空气质量和温室气体项目的研究员。
但更重要的是,作者说我们必须减少排放。在美国和欧洲,强有力的法规已经阻止了土壤和水道中氮的积累,世界其他地区更可持续的农业技术也可能有所帮助。
作者建议减少农田上发生的土壤耕作和涝灾——如果做得正确,这些都不会以农业产出为代价。
“并不是说他们不应该使用氮肥,”埃卡德告诉ABC 表示,“但如果我们都使用正确的量,进入大气中的一氧化二氮就会显着减少。”
该研究发表于自然气候变化。