应对气候变化和抗击新型冠状病毒疫情(以下简称“新冠疫情”)是当前人类可持续发展的重大挑战。随着新冠疫情在全球范围内的爆发,工业生产活动和能源消费受到显著影响,进而影响全球二氧化碳排放水平。捕捉和量化新冠疫情等突发事件对碳排放的影响,动态估算日尺度排放变化,迫切需要更高时空分辨率的碳排放量化模型和数据。
近日,清华大学地球系统科学系(以下简称地学系)刘竹副教授团队联合多国研究人员,基于统计、遥感、观测等多源数据,构建了近实时人为源碳排放核算模型,量化评估了全球电力、工业、交通、居民等多部门的日尺度碳排放变化,系统分析了新冠疫情第一年期间(2020年)全球各国分部门逐日碳排放的变化特征。研究成果以“新冠疫情首年的全球日二氧化碳减排特征分析”(Global patterns of daily CO2 emissions reductions in the first year of COVID-19)为题,在线发表于《自然-地球科学》杂志(Nature Geoscience)。
在前期研究成果基础上[近实时人为源碳排放核算方法学框架,发表于《科学数据》(Scientific Data)和《工程》(Engineering);新冠疫情初期对全球碳排放影响分析,发表于《自然-通讯》(Nature Communications)],研究组进一步系统分析了2020年全球日尺度排放的变化趋势,改进和校正了近实时碳排放核算框架,评估了日尺度排放的不确定性,并系统分析对比了国家尺度碳排放。

图 中国、美国、欧盟和英国、印度等国家2019年和2020年日排放对比。
研究指出,日尺度二氧化碳排放估算结果能够体现季节性、工作日、天气和新冠疫情对排放的影响。研究发现,较2019年,2020年全球二氧化碳排放减少了6.3%。2020年上半年,受世界范围内的出行禁令或“封城”等疫情限制性措施措施(lockdown)影响,经济活动受阻而排放下降,对交通部门影响最大。随着2020年4月下旬经济活动的逐渐复苏,二氧化碳日排放反弹,接近至2019年水平。2020年末的第二波疫情导致西方国家的日排放下降,但下降程度较第一波疫情轻微。研究强调,即便是疫情造成的减排,也只能基本达到《巴黎协定》升温1.5摄氏度目标的年平均减排要求,表明实现全球碳中和的目标任重道远。

图a.电力、工业、居民消费、地面交通、国内航空、国际航空和水运部门的2019年日排放和2020年日排放趋势;图b.上述部门的二氧化碳减排贡献。
清华大学地学系副教授刘竹为论文共同第一作者和通讯作者,清华大学地学系2022届博士毕业生邓铸为论文共同第一作者,合作者包括中、英、美、法、意、德、日等国的多位研究人员。该研究得到国家自然科学基金、求是基金会等项目的支持。相关研究数据发布于Carbon Monitor网站(http://carbonmonitor.org)。
全文链接:https://www.nature.com/articles/s41561-022-00965-8
相关论文:
Liu, Z., Ciais, P., Deng, Z. et al. Carbon Monitor, a near-real-time daily dataset of global CO2 emission from fossil fuel and cement production. Sci Data 7, 392 (2020).
Liu, Z. et al. Near-Real-Time Carbon Emission Accounting Technology Toward Carbon Neutrality. Engineering, doi:https://doi.org/10.1016/j.eng.2021.12.019 (2022).
Liu, Z., Ciais, P., Deng, Z. et al. Near-real-time monitoring of global CO2 emissions reveals the effects of the COVID-19 pandemic. Nat Commun 11, 5172 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-18922-7
供稿:刘竹 邓铸
编辑:王佳音
审核:张强