1 概述

在气候变化的背景下，准确评估人为二氧化碳排放及其在大气、海洋和陆地生物圈之间的再分配对于更好地理解全球碳循环、支持气候政策的制定和预测未来气候变化至关重要。

全球气候学家已达成共识，全球正在变暖，其主要成因来源于人类活动。现在所生活星球的温度比它过去11000年中绝大多数时间都要高。

碳预算，是指为保证可能地将全球气温上升幅度控制在比前工业化时代2℃以内，全世界可以排放的CO₂估算量。据国际科学界估计，碳预算应在一万亿吨左右（1000PgC）。

全球碳项目（Global Carbon Project）发布“Global Carbon Budget 2022”报告， 使用综合数据集和定量化方法，以量化全球碳预算（global carbon budget）的五大组成部分及其不确定性。

这五大组成部分分别为化石碳排放（Fossil CO₂ emissions）；土地利用、土地利用变化和林业的碳排放；大气CO₂浓度增长率；海洋碳汇和陆地碳汇等。

2012-2021年全球平均人类活动引起的全球碳循环总体扰动示意图（Global Carbon Budget，2022）

2 碳预算量化组成部分

1）化石CO₂排放（Fossil CO₂ emissions,E_FOS）

全球和各国化石CO₂排放量的估算包括化石燃料燃烧（如运输、供暖等）、化学活动氧化（如铝精炼中的碳阳极分解）、工业过程中碳酸盐的分解（如水泥的生产等）以及水泥碳化过程中的CO₂吸收。

2）土地利用、土地利用变化及林业CO₂排放（E_LUC）

土地利用、土地利用变化和林业的净CO₂通量包括毁林、造林、采伐和森林退化（包括农业收获活动）、轮耕（退耕还林、弃耕循环）和森林再生长（木材收获或农业废弃后）的CO₂通量。

3）大气CO₂浓度增长率（G_ATM）

大气CO₂浓度可以直接测量得到，其增长率由浓度的年变化值计算得到。

4）海洋碳汇（S_OCEAN）

海洋碳汇是指将海洋作为特定载体，吸收大气中的CO₂，并将其固化的过程和机制。海洋碳汇通过全球海洋生物化学模型和观测数据产品估算得到。

5）陆地碳汇（S_LAND）

陆地碳汇受到大气CO₂和N输入增加对植物生长的联合影响，以及北温带和北方地区生长季节延长等气候变化的影响。S_LAND不包括土地利用和土地利用变化（如植被再生长等）直接导致的陆地碳汇。陆地碳汇通过全球动态植被模型估算得到。

全球碳预算结果图

（Global Carbon Budget，2022）

（Global Carbon Budget，2022）

3 碳预算的影响

当前人类社会已经为耗费一半的碳预算付出代价，正在经历着极端天气和气候问题带来的各种影响。

（1）1993年-2010年的海平面上升增速是1901-2010年的2倍，更容易受到洪水和风暴潮的危害。

（2）森林火灾在许多地区愈加频繁，美国西部地区遭受大规模火灾的数量是70年代的7倍多。

（3）一些地区强降雨增多，自1958-2007年，美国所有地区强降雨事件都呈现增加趋势。

（4）一些地区正在遭受更大规模、更严重的干旱，称现在发生类似2011年德克萨斯州干旱的可能性是60年代的20倍。

此外，即使人类将排放控制在碳预算以内并使得气温较前工业化时代上升2℃以下，一些地区受到海平面上升、森林火灾、水资源缺乏等自然灾害的影响仍然会增加，在2℃以上升温的每一度，都会让这些风险显著上升。

（1）如果不降低碳排放，全球海平面将在2100年升高近1m，如果将升温控制在2℃以内，全球海平面仍将在本世纪末较1985-2005年上升0.5m。

（2）全球每升温一度，火灾发生的频率和规模都将增加。在较前工业化时代升温1.5℃-2℃的情况下，亚马逊雨林火灾发生率将在2050年前上升一倍，继续升温则会带来更加严重的影响。

（3）一些地区的强降雨会显著增加，例如在升温2℃的情况下，湿润天气会导致尼罗河和恒河的年径流较1961-1990上升20%，这一变化可能导致严重的洪灾。

（4）许多地区干旱时间和强度会增加，随着全球升温2℃，密西西比河、多瑙河、亚马逊河以及墨累-达令河流域将预计减少年径流20%-40%。

4 控制碳排放

尽管根据当前的趋势，全球无法将升温控制在2℃以内，但有足够的雄心壮志该目标仍有望达成。坚守碳预算可以使全世界人民免于气候变化带来的一些极端影响，控制碳排放至碳预算之内可以采取以下行动。

（据互联网资料）

（1）实现既有承诺

许多国家都通过《联合国气候变化框架公约》做出过减排承诺，到2020年，相较一切照旧的情景而言，完全实现这些承诺将减少全球5%-12%的碳排放。

（2）采取新行动

各国必须开展更有力的减排行动，提高能源效率，取消化石燃料补贴，减少如甲烷等短期滞留温室气体的排放以及增加可再生能源等办法是几大减排潜力所在。

（3）达到排放峰值

为有成本效益地达成2℃温控目标，全球排放必须在2020年前达到峰值，并在之后开始稳步下降。各国在制定减排计划时必须牢记此目标。

（4）不能使用化石燃料

煤炭、石油及天然气的储备将排放1053PgC的CO₂，为坚守碳预算，这些燃料大约四分之三左右的贮备必须留在地下。

主要参考文献