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常问的问题10.3 : 如果温室气体减排，温室气体在大气中的
常问的问题10.3
如果温室气体减排，温室气体在大气中的浓度下降得有多快？
通过减少排放实现对大气中温室气体浓度的调整取决于从大气中清除各种气体的化学和物理过程。在对减少排放做出响应时，有些温室气体的浓度几乎立刻减少，而另一些温室气体，即便减少了排放，其浓度实际上可能在数百年内继续增加。
大气中温室气体的浓度取决于气体进入大气的排放速率以及从大气中清除该气体过程的速率这二者之间的竞争。例如，二氧化碳(CO2)是通过各种过程在大气、海洋和陆地之间进行交换的，这些过程如大气-海洋间的气体输送，以及化学过程(如风化作用)和生物过程(如光合作用)。尽管目前排放的CO2中有一半以上可以在一百年内从大气中得到清除，但排放的CO2中有一部分(约20%)会在大气中存留几千年。由于清除过程缓慢，即便CO2的排放已经从当前水平上显著减少，它仍然会长期增加。甲烷(CH4)是通过大气中的化学过程得到清除的，而氧化亚氮(N2O)和一些卤化烃则通过太阳辐射在高层大气中消亡。这些过程各自以不同的时间尺度进行，跨度从几年到几千年不等。为此进行了一项有关大气中气体生命期的测量，生命期定义为扰动减小到气体初始量的37%时所花费的时间。对于CH4、N2O和其它微量气体，如氢氟氯烃-22(HCFC-22)一种制冷剂，其生命期能够合理地确定(CH4约为12年，N2O约为110年，HCFC-22约为12年)，但CO2的生命期无法确定。
任何微量气体浓度的变化部分取决于其排放是如何随时间变化的。如果排放量随时间增加，则其大气浓度也将随之增加，无论该气体在大气中的生命期如何。不过，如果采取行动减少排放，则微量气体的浓度将不仅取决于排放的相对变化，而且取决于它的清除过程。以下我们将说明，当减少排放时，不同气体的生命期和清除过程如何决定其浓度的演化。
例如，图1给出了几个试验个例，用以说明三种微量气体未来的浓度将如何对例出的排放变化做出响应(这里表示对排放中的施加脉冲变化的响应)。我们考虑的微量气体包括生命期没有明确定义的CO2；一种有明确定义的量级为一百年的长生命期微量气体(如N2O)，以及一种有明确定义的短生命期、量级为十年的微量气体(如CH4、HCFC-22，或其它卤烃)。对每种气体提供五个未来排放的示例：稳定在当前的排放水平，以及稳定在直接减少排放10%、30%、50%和100%的水平。
FAQ10.3,图1. (a) 相对于现在排放水平的模拟的大气CO2浓度变化，排放稳定在当前水平(黑色)；或者低于当前水平10%(红色)、30%(绿色)、50%(深蓝色)和100%(浅蓝色)；(b) 同(a)，针对的是具有120年生命期、由自然和人为通量驱动的微量气体；(c) 同(a)，针对的是具有12年生命期、仅由人为通量驱动的微量气体。
CO2的行为(图1a)完全不同于有具体生命期的微量气体。CO2排放稳定在当前水平可能造成整个21世纪及其以后大气中的CO2持续增加；而对于生命期数量级为一百年(图1b)或十年(图1c)的气体，排放稳定在当前水平可能导致其浓度分别在数百年或数十年内稳定在高于今天的水平。事实上，只有在基本上完全消除排放的示例中，大气的CO2浓度才能够最终稳定在一个恒定的水平上。所有其它CO2适度减排的示例都表明，因其特有的与气候系统中碳循环有关的交换过程，CO2浓度会增加。
更具体而言，当前的CO2排放速率远远超过它的清除速率，缓慢和不完全的清除意味着从少量到中等程度的减少排放不会导致CO2浓度的稳定，而只能在未来几十年内减少其增长速率。预期减少10%的CO2排放将使增长速率减少10%，同样，减少30%的排放量可能使大气CO2浓度的增长速率减少30%。减少50%的排放有可能使大气中的CO2处于稳定水平，但不会超过十年。此后，由于众所周知的化学和生物学调节作用，随着大陆和海洋汇的减少，预期大气中的CO2将再次上升。估计CO2排放的完全消除可以使大气中的CO2在21世纪缓慢下降约40 ppm。
对于生命期有明确定义的微量气体，情况则完全不同。对于所列示的有百年量级生命期的微量气体(如N2O)，为了使浓度稳定在接近当前的水平上，需要减少排放50%以上(图1b)。稳定的排放可以使浓度在几百年内保持稳定。
在所列示的短生命期气体的个例中，目前的消失率约占排放的70%。在这一个例中，小于30%的减排仍将导致浓度在短期内增加，但与CO2相比，它可以使其浓度在几十年内达到稳定水平(图1c)。这类气体的浓度有可能稳定在某一水平上，该水平的下降程度直接与减排成正比。因此，在这个示例中，为了把浓度稳定在明显低于当前的水平上，可能需要把该微量气体的排放减少30%以上。完全停止排放有可能使具有生命期数量级为十年的微量气体在不到百年的时间内回到工业化前的浓度水平。