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全球气候变化及能源
碳循环

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碳不断以二氧化碳、甲烷和其他的气体形式进入大气中;同时,碳也可以通过绿色植物、海洋和以其他方式移除,这就是碳循环。碳循环平衡是决定全球气候的关健。

碳是身体的基本组成部分,它也存在于我们吃的食物、穿的衣服、燃烧的大多数燃料以及使用的其他许多材料中。90% 以上的化合物中都含有碳。这并不奇怪,因为碳很容易与其他元素结合,也很容易与自身结合。

地球上的大部分碳都以化合物的形式存在于沉积物和沉积岩中,而大气中只有很少的碳。
 
    十亿吨  
  水下沉积物和沉积岩

80,000,000

 
  海洋水、壳和有机体

40,000

 
  矿物燃料(石油、天然气和煤)

4,000

 
  土壤中的有机物

1,500

 
  大气

825

 
  陆地上的植物

580

 
 
 

碳可以在活的有机体和死亡的有机体、大气、海洋、岩石和土壤之间进行交换。我们每一次呼气,都会从肺部呼出 CO2并释放到空气中,这些气体中包含我们所食用的动植物中的碳原子。目前我们体内的碳原子以前可能曾存在于多种动植物体内 – 这些动植物大概还包括恐龙和其他已经灭绝的生物。

碳在大气、有机体、陆地和海洋之间的分布会随着时间的推移而发生变化。大约 5.5 亿年前,大气中 CO2 的浓度是 7,000/1,000,000,比现在的浓度高 18 倍。大气中的这些碳都跑到哪儿去了呢?它们大部分都转移到了沉积岩(如石灰岩)中,其发生方式是碳循环的一部分。

碳循环是许多生物、化学和物理过程的结合,碳在这些过程中发生循环转移。

此图给出了碳在活的有机体和死亡的有机体、大气、海洋、岩石和土壤间的移动过程,未涉及人类活动。单击该图像可显示碳转移的化学过程。

积存量和流量

一种称之为“积存量和流量”的模型可以帮助我们了解碳循环的工作方式。假定有一个未装满水的浴缸,我们将其中的水称为积存量。打开水龙头,水便流入浴缸,因此积存量增加;打开排水口,水则流出浴缸,因此积存量减少。我们可以将大气中的 CO2 的量看作积存量,则积存量的增减变化过程便称为流入和流出。查找有关积存量和流量的详细信息。

二氧化碳吸收源和二氧化碳源

碳吸收是指将碳从大气中移除出去。例如,绿色植物进行光合作用时要吸收二氧化碳,而燃烧木材和矿物燃料会产生 CO2。海洋既可以产生 CO2 也可以吸收 CO2。这是因为与海洋表面接触的空气中的 CO2 会溶解在水中,因此从大气中移除了。同时,溶解的 CO2 又释放到大气中。这两个过程之间的平衡取决于许多因素,并随着时间的推移发生变化。由于目前溶解到海洋中的 CO2 多于从海洋中释放的 CO2,因此海洋是 CO2 的吸收源。

详细了解组成碳循环的主要CO2 吸收源CO2

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温室效应
温室气体
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CO2 吸收
CO2
CO2 产生—国际了望
积存量和流量
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太阳和地球以及气温变化
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公地悲剧
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