1959年至2011年间，大气二氧化碳增长率对热带温度的敏感度几乎翻了一番，这一趋势一直被认为和热带地区日益加剧的干旱有关。然而，热带温度从那时起开始下降。9月25日发表于《科学进展》的一项研究挑战了之前这种有关大气二氧化碳与热带温度之间联系的假设。这项由德国马克斯-普朗克生物地球化学研究所和莱比锡大学研究人员开展的研究显示，少数尤其强烈的厄尔尼诺事件可能是造成这种情况的原因。
热带和非热带生态系统都吸收了大量的碳，这些碳之前是通过人为二氧化碳排放释放到大气中的。全球范围内，陆地表面生态系统起着碳汇的作用，平均吸收了约三分之一的人为二氧化碳排放量。因而这些生态系统是气候变化的天然缓冲。然而，在上世纪八十和九十年代，研究人员观测到了全球陆地碳储存的波动加剧，二氧化碳增长率似乎对热带地区的温度尤为敏感。
该研究中，作者们发现，与1960-1979年相比，二十世纪八十和九十年代发生的厄尔尼诺事件增多了，这是造成这种“翻倍”的敏感度的原因。这也包括了1982/83年和1997/98年的极端厄尔尼诺事件。厄尔尼诺事件在热带地区造成严重的干旱和热浪，影响植物生长，从而减少碳吸收。在厄尔尼诺事件期间，植被甚至会释放出大量的碳，而这些碳原本会被封存在土壤或森林中。这导致了大气中的二氧化碳含量增加。
作者们强调，这种二氧化碳的增加是由于内部气候变异性，而非是由气候变化引起的碳循环的系统性变化造成的。“我们的研究结果说明，这种敏感度的翻倍并不一定就是碳循环对气候变化的响应发生了根本性变化的迹象，”第一作者、马克斯-普朗克生物地球化学研究所博士研究员Na Li指出。取而代之的，它是由极端厄尔尼诺事件及其全球影响共同造成的。
“通过这项研究，我们还得已证明这种现象与碳循环的‘慢进快出’动力学有关。这意味着碳只会被生态系统缓慢吸收，但是在极端天气事件如强厄尔尼诺期间，碳又会突然迅速释放出来，”资深作者、莱比锡大学陆-气相互作用教授Ana Bastos解释说。
该研究的发现之所以重要，在于其凸显了未来气候预估的不确定性。迄今为止，人们一直认为，热带地区二氧化碳增加对温度的高敏感度是由碳循环中与气候有关的长期变化引起的，因此在全球气候系统中也是如此。不过，该研究显示，极端事件可能会导致短期波动，这并不一定表明碳循环会发生永久性变化。“这些新发现有助于开发更精确的气候模型，减少预测未来气候情景的不确定性，”共同作者、莱比锡大学气候科学家Sebastian Sippel指出。他还表示，为了对未来做出更可靠的预测，需要更好地了解厄尔尼诺等极端气候现象是如何影响碳动力学的。
该研究总结指出，从机制上理解碳循环与气候变异性的内部和受迫成分之间的联系，对于稳健地确定影响和趋势的归因至关重要。与对未来预估的解释尤其相关的是，由内部气候变异性驱动的近期历史趋势的那些组成部分将发生变化甚至逆转。碳循环近期趋势中的受迫成分很可能会随着未来的气候变化而继续增加。
（文/牛静美）
【参考来源：】
Li et al.《与内部气候变异性相关的全球碳循环对热带温度的敏感度增强》《科学进展》2024（开放获取）
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl6155
https://www.uni-leipzig.de/en/newsdetail/artikel/mehr-co2-in-der-atmosphaere-durch-el-nino-2024-09-27
https://www.bgc-jena.mpg.de/en/pm-elnino-carboncycle
