全球陆地碳循环的不确定性使得全球能源转型路径的可预测性变得复杂

《Earth's Future》：Uncertain Global Terrestrial Carbon Cycles Complicate the Predictability of Global Energy Transition Pathways

巴黎协定目标下，全球升温限制在1.5°C需依赖能源转型，但陆地碳循环不确定性导致转型路径和碳价存在显著差异。通过11种TRENDY模型耦合GCAM-Hector模拟发现，化石燃料退出时间从2041至2063年波动，碳价2100年达170.25±38.84美元/吨，与净陆地碳吸收呈线性负相关。研究强调需改进碳循环模型以提升政策可靠性。

　　全球气候变暖已经成为当今世界面临的重大挑战之一，而《巴黎协定》正是为了应对这一问题而设立的国际框架。该协定的核心目标是将全球平均气温升幅控制在工业化前水平之上2°C以内，并努力将其限制在1.5°C以内。然而，实现这一目标所需的能源转型路径和碳减排措施，目前仍存在较大的不确定性。这一不确定性不仅影响政策制定者的决策，也对全球能源结构的演变产生深远影响。因此，科学界正在积极探索如何提高对碳循环的预测精度，以更好地指导应对气候变化的行动。

本文通过整合多种模型，对全球陆地碳循环的不确定性及其对能源转型路径和碳价格的影响进行了深入研究。研究利用了TRENDY模型比较项目的数据，将11种陆地碳循环模型的模拟结果与Hector模型以及一种结合多部门综合评估模型的简单气候模型进行整合。通过这种方式，研究人员得以分析不同模型对陆地碳循环的预测差异，并进一步探讨这些差异如何影响全球能源转型的节奏和碳价格的变化。

研究发现，尽管这些模型在某些方面表现出一致性，但它们在对陆地碳循环的预测上仍存在显著差异。这些差异主要体现在净初级生产力（NPP）和异养呼吸（RH）的模拟上，以及不同碳池（如植被、枯落物和土壤）的变化趋势中。这种不确定性不仅影响碳排放路径的预测，还对全球能源转型的节奏产生影响。例如，模型预测了无碳排放煤电的逐步淘汰时间，范围在2041年至2063年之间，而碳价格的预测则在2100年时为170.25±38.84美元/吨二氧化碳当量（tCO2e）。这些结果表明，陆地碳循环的不确定性是影响未来碳排放和能源结构变化的关键因素之一。

此外，研究还发现，随着全球碳循环模型的不断完善，以及对碳排放和碳价格的预测精度提高，不同模型对能源转型路径的预测差异会逐渐缩小。然而，这一过程需要更多的数据支持和模型改进。例如，研究指出，某些模型对碳循环的模拟结果与实际观测存在偏差，而这些偏差可能源于对生态系统复杂性的理解不足，以及对碳循环过程的模拟精度有限。因此，改进模型的碳循环模块，以更好地反映实际的碳存储和释放过程，是未来研究的重要方向。

从能源转型的角度来看，研究强调了陆地碳循环的不确定性如何影响能源消费模式和碳价格的演变。研究发现，随着全球碳预算的不断变化，碳价格也会随之波动。例如，在不同的模型预测中，碳价格与净生物圈生产力（NBP）之间呈现出近似线性关系，这意味着陆地碳汇的增强可能会降低碳价格，而陆地碳汇的减弱则可能导致碳价格上升。这种关系对于制定碳定价政策具有重要意义，因为碳价格是推动低碳技术发展和减少化石燃料使用的重要经济工具。

此外，研究还指出，不同地区的碳价格和能源转型路径可能存在显著差异。例如，在2050年和2100年，不同地区的碳价格波动幅度不同，这可能与当地的能源结构、经济水平和政策实施力度有关。因此，制定和实施应对气候变化的政策时，需要考虑到地区间的差异，采取更加灵活和有针对性的措施，以确保全球气候目标的实现。

总之，研究强调了提高陆地碳循环模型精度和综合评估模型对碳价格和能源转型路径预测的重要性。通过整合多种模型，研究人员能够更好地理解陆地碳循环的复杂性，并评估其对全球能源结构和碳价格的影响。这一研究不仅有助于改进现有的气候模型，也为制定更加有效的气候政策提供了科学依据。未来，随着对陆地碳循环研究的深入，以及对碳价格和能源转型路径预测的不断优化，我们有望更好地应对全球气候变化挑战。