作者:裴惠娟 董利苹 廖琴 来源: 中国科学报 发布时间:2019-3-26 5:9:47
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高浓度二氧化碳或导致层积云消散并加剧全球变暖

近日,《自然—地球科学》发表题为《全球变暖背景下层积云消散可能引起的气候变迁》的文章指出,大气中较高的CO2浓度可能会使层积云消散,造成地球的温度急剧上升,温度升高幅度将达到目前气候模型中无法预测的高度。

层积云大约覆盖了地球20%的低纬度洋面,在亚热带地区尤为普遍。层积云使地球表面的大部分区域不受阳光照射而变凉,在维持地球能量平衡方面具有重要作用。与其他云种不同,层积云的维持主要依靠云顶的冷却,而不是来自地球表面的热量,这让层积云可能会受到地球大气温室气体浓度升高的影响。然而,由于层积云的动力学尺度太小,很难在全球气候模式中模拟,因此,它们对温室气体变暖反应的预测仍不确定。美国加州理工学院的科研人员运用高分辨率计算和大涡模拟,在大气CO2水平升高的条件下模拟出层积云最活跃的云尺度过程,研究层积云层对温室效应的响应。

研究结果表明,当CO2浓度超过1200 ppm时,层积云层变得不稳定并分裂成分散的云,这会对全球平均表面温度产生严重影响。而一旦积云层消失就不会再出现,直到CO2又下降到1200 ppm以下。此外,若CO2浓度增加到1300 ppm,将导致温度升高近8 ℃。研究人员指出,温室气体浓度升高的影响涉及诸多方面,其后果可能比科学家用大型计算机推演的还要糟糕。(裴惠娟)

相关论文信息: DOI:https://doi.org/10.1038/s41561-019-0310-1

中国和印度引领世界绿化进程

近日,《自然—可持续发展》发表题为《中国和印度通过土地使用管理引领世界绿化》的文章显示,中国和印度引领了世界绿化进程。并且,仅中国就贡献了全球绿化面积净增长的25%。

受直接因素(人类土地使用管理)和间接因素(如气候变化、CO2施肥、氮沉积等)的影响,全球绿化面积均有可能增加。在这些影响因素中,气候变化和CO2施肥效果似乎是主要的推动因素。来自美国波士顿大学、中国北京大学、印度博拉理工学院等机构的研究人员基于2000~2017年的卫星数据,分析了全球绿化进程及其主要影响因素。研究结果显示,人类土地使用管理是中国和印度绿化进程的主要推动力。其中,中国的绿化主要来自森林(42%)和农田(32%),但印度主要来自农田(82%),森林的贡献较小(4.4%)。中国正在制定雄心勃勃的森林保护和扩大计划,以减少土地退化、空气污染和气候变化。自2000年以来,中国和印度的粮食产量增加了35%以上,这主要是由于化肥使用和地表水和/或地下水灌溉促进了一年多茬种植,推动了农作物收获面积的增加。(董利苹)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41893-019-0220-7

澳科学家将二氧化碳转化为固体碳

来自澳大利亚新南威尔士大学、皇家墨尔本理工学院等机构的研究人员开发出一种新技术,即利用液态金属将CO2从气态转化为固体碳,这是世界首创的突破,可能会改变碳捕集和封存的方法。相关研究成果《室温下在具有原子级薄的二氧化铈界面的液态金属上二氧化碳还原为固体碳》近日发表在《自然—通讯》期刊上。

负碳排放技术对于确保未来稳定的气候至关重要。然而,气态的CO2确实给这种温室气体的无限期储存带来了挑战。迄今为止,CO2只在极高的温度下转化为固体,使其在工业生产上不可推广。为了转化CO2,研究人员设计了一种含有金属元素铈纳米粒子的液态金属电催化剂,在较低的起始电位下,可以促进CO2向层状固体碳类物质的电化学还原。

研究人员在液态金属/电解质界面形成了二氧化铈催化剂,这与铈纳米粒子一起促进了CO2的室温还原。CO2缓慢地转化为固体碳,而固体碳与液态金属表面自然分离,并使碳质固体得以持续产生。由于在液体界面处抑制了范德瓦尔斯力的黏附,电极对固体碳类物质引起的焦化失活具有显著的抗性。所制备的固体碳质材料可用于制造高性能电容电极。此外,这一过程还产生了可作为副产品的合成燃料,这种燃料也具有一定的工业用途。总的来说,这种液态金属在室温下的电催化过程可能会产生一种可行的负排放技术。(廖琴)

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-019-08824-8

《中国科学报》 (2019-03-26 第2版 国际)
 
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