Phương pháp mới giúp đánh giá tác động trực tiếp của việc sử dụng đất của con người đối với chu trình carbon

Phương pháp mới giúp đánh giá tác động trực tiếp của việc sử dụng đất của con người đối với chu trình carbon

    Phương pháp mới giúp đánh giá tác động trực tiếp của việc sử dụng đất của con người đối với chu trình carbon
    bởi Ludwig Maximilian University of Munich

    Land use: Greater differentiation in evaluating climate protection measures
    Tương quan không gian giữa các dị thường hàng năm của các biến khí hậu và carbon sinh khối từ năm 2000 đến năm 2019. Các bản đồ toàn cầu cho thấy hệ số tương quan Spearman giữa chuỗi thời gian của các dị thường carbon sinh khối rừng và chuỗi thời gian của các dị thường lượng mưa (P) và b nhiệt độ không khí (Ta ) dị thường. Các biến khí hậu được lấy từ dữ liệu phân tích lại ERA-5. Các dị thường được tính toán bằng cách làm nhỏ từng biến. Khung màu xanh lam đậm biểu thị các phần của rừng cây ở Bắc Mỹ, nơi chúng tôi tìm thấy mối tương quan thuận cao (> 0,7) giữa dị thường nhiệt độ không khí và dị thường carbon sinh khối. Ảnh: Nature Communications (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-32456-0


    Thảm thực vật và đất là những bể chứa carbon chính trên đất liền, vì chúng hiện hấp thụ gần một phần ba lượng khí thải carbon dioxide do con người gây ra và do đó về cơ bản giúp làm chậm sự nóng lên toàn cầu. Cùng với sản xuất năng lượng và công nghiệp, việc sử dụng đất đóng góp đáng kể vào việc phát thải CO2 do con người gây ra trên toàn cầu.

    Tuy nhiên, rừng và rừng cây không cô lập carbon một cách đáng tin cậy như giả định trước đây: Chức năng của chúng như một bể chứa carbon chịu sự biến động lớn hàng năm và chúng dễ bị ảnh hưởng bởi các ảnh hưởng môi trường khác nhau ngay cả khi không có hoạt động trực tiếp của con người. Điều này đã được tiết lộ bởi kết quả của một phương pháp tiếp cận mô hình mới được phát triển bởi một nhóm dưới quyền giáo sư Julia Pongratz, nhà địa lý của LMU.

    Theo các kết quả này, không chỉ các hoạt động trực tiếp của con người như phá rừng hoặc tái trồng rừng mới xác định hiệu quả của rừng như một bể chứa carbon. Các yếu tố môi trường tự nhiên như cháy rừng và các hiện tượng thời tiết khắc nghiệt, và các ảnh hưởng gián tiếp của con người như tăng nồng độ CO2 trong khí quyển cũng ảnh hưởng đến lượng carbon có thể bị cô lập bởi cây cối và các thảm thực vật thân gỗ khác.

    Để hiểu rõ hơn về những động lực này, Selma Bultan, một thành viên trong nhóm của Pongratz và là tác giả chính của nghiên cứu, đã phát triển một phương pháp cho phép các nhà khoa học phân biệt những tác động trực tiếp của việc sử dụng đất của con người đối với dòng CO2 toàn cầu với những tác động của các yếu tố môi trường tự nhiên trên cơ sở của vệ tinh và dữ liệu quan sát Trái đất khác.

    Selma Bultan giải thích: "Chúng tôi tích hợp dữ liệu quan sát Trái đất vào một mô hình mô phỏng dòng CO2 từ việc sử dụng đất. Các đồng nghiệp từ NASA đã cung cấp cho chúng tôi dữ liệu thảm thực vật toàn cầu mới trong 20 năm qua". Sự phát triển của phương pháp mô hình hóa mới này đã có thể thực hiện được nhờ vào phạm vi bao quát về không gian và thời gian của dữ liệu.

    Ảnh hưởng của con người và môi trường đối với chu trình carbon có thể được phân biệt

    Pongratz giải thích: “Nghiên cứu của chúng tôi giải quyết thách thức trong việc tách những ảnh hưởng trực tiếp của con người thông qua việc sử dụng đất khỏi các tác động phụ gián tiếp và các quá trình tự nhiên.

    "Sự khác biệt này rất quan trọng, bởi vì việc cô lập các tác động trực tiếp của con người cho thấy tiến bộ thực sự đạt được của các biện pháp bảo vệ khí hậu. Ngược lại, các tác động môi trường cho thấy mức độ đáng tin cậy của sinh quyển trên đất liền hấp thụ và lưu trữ CO2 từ khí quyển. Nếu chúng ta liên tục cung cấp cho mô hình được sử dụng trong nghiên cứu này với dữ liệu mới, nó có thể giúp các nhà khoa học theo dõi sự thành công của các biện pháp bảo vệ khí hậu — đặc biệt là việc thực hiện các thỏa thuận quốc tế nhằm giảm lượng khí thải CO2 do biến đổi sử dụng đất, chẳng hạn như nạn phá rừng. Điều này tạo điều kiện đánh giá khách quan mức độ các quốc gia đang đạt được các mục tiêu về khí hậu của họ. "

    Nghiên cứu cũng giải quyết câu hỏi biến đổi khí hậu ảnh hưởng như thế nào đến khả năng lưu trữ carbon của thảm thực vật. Bultan cho biết: “Kết quả của chúng tôi cho thấy lượng CO2 chìm trong rừng và rừng chịu sự biến động hàng năm mạnh hơn và phản ứng nhạy bén hơn với các sự kiện cực đoan như hạn hán hơn những giả định trước đây.

    "Nhờ những phát hiện này, chúng tôi có thể ước tính tốt hơn những đóng góp tiềm năng của việc sử dụng đất đối với việc bảo vệ khí hậu — ví dụ, thông qua việc sử dụng các công nghệ để tích cực loại bỏ CO2 khỏi khí quyển."

    Cả hai nhà khoa học của LMU cũng đóng góp vào Dự án Carbon Toàn cầu (GCP), một nỗ lực chung quốc tế của các nhà nghiên cứu, nghiên cứu động lực của các luồng CO2 toàn cầu, được tổng hợp trong một báo cáo hàng năm. Theo báo cáo mới nhất, việc sử dụng đất hiện gây ra khoảng 9% tổng lượng khí thải CO2 do con người gây ra. Do đó, cách con người đối phó với các hệ sinh thái trên đất liền cũng vô cùng quan trọng để đáp ứng các mục tiêu khí hậu của Thỏa thuận Paris.

    Các nhà nghiên cứu hiện có thể dựa trên một cơ sở dữ liệu phong phú về các hình ảnh viễn thám từ vệ tinh để tích hợp vào các mô hình dựa trên quy trình nhằm nâng cao hiểu biết của chúng ta về chu trình carbon toàn cầu và theo dõi biến đổi khí hậu diễn biến như thế nào và các biện pháp bảo vệ khí hậu thành công để giảm thiểu nó như thế nào. "Thời gian là ở phía chúng ta: Kỷ nguyên vệ tinh hiện bao gồm một khoảng thời gian đủ dài để cho phép chúng ta theo dõi hậu quả của các diễn biến chính trị đối với nạn phá rừng hoặc quan sát ảnh hưởng của việc gia tăng hạn hán, 

    Raphael Ganzenmüller, một nhà địa lý khác của LMU tham gia vào nghiên cứu, cho biết các sự kiện xảy ra trên thảm thực vật.

    Selma Bultan nói: “Chúng ta càng có nhiều dữ liệu — ví dụ như thảm thực vật trên đồng cỏ và carbon hữu cơ trong đất — thì chúng ta càng có thể ước tính chính xác các luồng CO2 tự nhiên và do con người tạo ra, giúp chúng ta hiểu hơn về toàn bộ chu trình carbon trên cạn”.

    Việc tăng độ phân giải theo thời gian của dữ liệu cũng có thể cho phép các nhà khoa học phân tích ảnh hưởng của các hiện tượng cực đoan ngắn hạn như hạn hán riêng lẻ trong vòng một năm. "Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy tiềm năng tích hợp dữ liệu quan sát vào các mô hình để có những ước tính mạnh mẽ hơn về dòng CO2 toàn cầu — điều này chứng tỏ khả năng ngày càng gia tăng được mở ra từ quan sát Trái đất dựa trên vệ tinh."

    Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Communications.

    Zalo
    Hotline