干旱增加了空气中的二氧化碳浓度

干旱增加了空气中的二氧化碳浓度

陆地生态系统平均吸收30%的人为二氧化碳排放，从而缓和了大气中二氧化碳浓度的增加。但是植物需要水才能生长。当干旱发生，土壤干涸时，植物会减少光合作用，减少呼吸，以节约用水和保护组织。因此，它们不再能够从周围的空气中捕获二氧化碳，更多的二氧化碳留在空气中。虽然这种效应在实验室中很容易观察到，但测量它对整个地球的影响却相当困难。最大的挑战之一是衡量全球干旱发生的地点和频率。在一项新的研究中，瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)土地气候动力学教授索尼娅•塞内韦拉特纳(Sonia Seneviratne)实验室的气候研究员文森特•汉弗莱(Vincent Humphrey)利用创新的卫星技术，测量了生态系统对水资源压力的全球敏感性。这项研究是与法国气候与环境科学研究所和英国埃克塞特大学合作进行的。

植物通常可以通过根部进入土壤深处的水。然而，传统的卫星只能看到地表的情况，无法测量地下有多少水可用。在过去的几年中，一种新型的卫星任务被用来测量地球重力场中极小的变化。研究发现，重力场的一些微小扰动是由储水量的变化引起的。当某一特定区域发生重大干旱时，水量较少，因此该区域的重力略弱。这种变异如此之小，人类根本无法察觉。但是通过卫星的测量，科学家们可以估计出地球上任何地方的储水量的大规模变化，精确到4厘米。

利用这些新的卫星观测数据，Vincent Humphrey和他的同事们能够测量干旱对光合作用和生态系统呼吸的总体影响。他们比较了全球各大洲的总水质量与大气中二氧化碳增加量的年比变化。他们发现，在最干旱的年份，比如2015年，自然生态系统从大气中吸收的碳比正常年份少30%左右。因此，与正常年份相比，2015年大气中的二氧化碳浓度增长更快。另一方面，在2011年有记录以来最潮湿的一年里，由于植被健康，二氧化碳浓度的增长速度要慢得多。这些结果帮助我们理解为什么大气中二氧化碳的增长在一年到一年之间会有很大的变化，尽管人类活动产生的二氧化碳排放量相对稳定。

在上个世纪，由于人类的活动，大气中二氧化碳的浓度一直在稳步上升。文森特•汉弗莱(Vincent Humphrey)表示:“既然世界上大多数国家都同意应该限制二氧化碳排放，我们现在面临的挑战是，要比以往任何时候都更准确地监测人类的二氧化碳排放。”为了精确评估气候政策的影响，研究人员必须首先建立植被模型，以量化和预测每年自然生态系统带来的扰动。“多亏了我们的新结果，我们现在可以证明干旱的影响比迄今为止通过植被模型估计的更强，”Sonia Seneviratne强调说。最终，这些观察结果将集成到下一代模型中。它们应该提高追踪二氧化碳排放的能力，并验证它们是否达到了国际气候协议中设定的目标。