從尋找“失蹤的碳匯”到尋找“失蹤的能量”

據科學家估算，20世紀80年代，人類燃燒化石燃料每年向大氣凈排放二氧化碳約為5.4Pg，因土地利用向大氣凈排放1.6Pg，即人類活動每年向大氣凈排放7.0Pg二氧化碳。這些排放的二氧化碳，在大氣圈儲存3.3Pg，海洋能凈吸收2.0Pg。那么剩下了1.7Pg的二氧化碳卻不知去向，即可能存在一種未知的碳匯，這種大氣中碳收支不平衡現象就是人們常說的missing carbon sink（失蹤的碳匯，或者稱碳失匯。在大氣碳源計算中，化石燃料燃燒釋放的二氧化碳比較容易估算，也比較可靠，因為可利用詳細的經濟統計數據，特別是能源消耗的統計資料進行估算。在碳匯計算中，海洋的吸收能力相對比較容易確定，現有的多種模型的估計值和海洋測定結果均已經比較接近，不同學者得出的結論也基本一致。土地利用變化引起的陸地生態系統CO2排放，由于主要考慮對熱帶雨林的砍伐的影響，而熱帶雨林砍伐的面積統計與燃燒量的估計存在較大誤差，土地利用變化釋放的CO2估計值也就存在較大變異。但是，不管不同模型估算的差異有多大，均指出了碳失匯的存在。自然界的基本定律告訴我們，物質的質量是守恒的，即任何變化包括化學反應和核反應都不能消除物質，只是改變了物質的原有形態或結構。那么，陸地生物圈與大氣圈之間，碳循環本應處于物質守恒的平衡狀態，那么這些失蹤的碳匯究竟到什么地方去了？過去數十年，許多科學家在尋找失蹤的碳匯方面付諸了巨大的努力，但并沒有真正解決這個問題，只能部分完善甚至有些根本無法解釋。從目前對大氣二氧化碳源、匯研究的結果來看，這些失蹤的碳匯最有可能存在于陸地生態系統中。但是該匯的位置和強度存在著很大的不確定性，目前能夠證明這些可能碳匯的直接證據還不夠充分。

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無論如何，如果陸地生態系統碳失匯問題沒法回答，對未來由于大氣CO2濃度增加所引起的氣候變化的預測將是缺乏根據的。更為糟糕的是，由于這些碳匯確切的位置不知道，人們也不可能采取一定的措施來保護它們，甚至無法預測從何時開始，由于什么原因導致這些碳匯減少，甚至變成了碳源，讓未來潛在的氣候變化問題火上澆油，變得一發不可收拾。

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失蹤的碳匯這個問題弄得全球變化領域科學家們焦頭爛額，近些年，有關失蹤的能量這個問題又開始困擾全球變化科學家們。

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與其他系統一樣，地球系統要維持其運轉，必須不斷吸收和釋放能量，也就涉及到能量收支的問題。然而，這種能量不是驅動我們的汽車或電燈的那種能量，它是驅動我們生命星球的能量。所以地球是能量輸入、輸出吞吐量巨大的系統。其中，最多的能量來源是太陽輻射的入射能量，與地熱能和潮汐能共同完成這個循環。來自太陽的能量驅動著我們的天氣系統，使地球足夠溫暖，適合生命生存，并驅動植物的光合作用等。但是，并不是所有這些能源都被地球保留下來，所有這些形式的能量轉換為熱能，其中絕大部分是反射或輻射回太空的。因此，一個可想而知的的結論是，要保持地球的氣候穩定，進出地球的熱量必須保持一種平衡狀態。不過，由于大氣化學成分的變化，這種平衡也可能暫時被打破?？茖W界目前大體所取得共識的是：人類改造自然的活動會排放出大量溫室氣體，這些溫室氣體是導致目前目前氣候變化的重要因素。為了探討這種改變，人類正借助衛星、海洋探測器和其他技術探測或估算各能量收支分配。通過研究大氣對太陽能的吸收，比較行星釋放回太空的能量，研究人員計算出有多少能源是被地球截留的，其中地球吸收的一半能量體現在海水升溫、極地冰融等現象中，但另一半能量差值卻不知去向，現在稱之為“失蹤的能量（missing energy）”。