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光合•呼吸•能量代谢专题之——几幅图看懂2018全球极端气候

光合•呼吸•能量代谢专题之——几幅图看懂2018全球极端气候

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“丹麦烤焦了”,欧洲航天局725日以此为题公布了上面的卫星图片。图片显示,丹麦西兰岛一处农田2017年7月时还是遍地绿色,而2018年7月时,当地植被已被“烤焦”,棕黄成为图片主色调。

  世界气象组织网站26日说,今年7月,全球多地高温、干旱、灾难性降水等极端天气频发,给人类健康、农业、生态系统等带来广泛影响。

  世界气象组织公布的数据显示,北欧地区正遭遇持续高温,北极圈内气温已达到30摄氏度,挪威和芬兰也分别出现了33.5和33.4摄氏度高温。由于天气异常干燥,瑞典在7月中旬已报告大约50起森林火灾。

英国、希腊、日本、北美等地区也不能幸免。

极端天气缘何肆虐全球?世界气象组织专家认为,虽然很难将近期出现的极端天气简单归因于人类活动导致的气候变化,但从长期来看,全球极端高温和降水增多这一趋势,无疑是气候变化的结果。

  英国雷丁大学气候研究专家罗恩·萨顿表示,近期极端天气频发并不让人感到惊讶,全球气温自19世纪以来已经上升大约1摄氏度,随着全球持续变暖,将来必然会出现更多热浪等极端天气。

下图为IPCC主席Hoesung Lee2018年《Climate change and the sustainable development agenda》报告中给出的温度与CO2趋势预测。

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2018年7月,Science发表联合述评文章《更可靠的未来全球变暖预估:气候模式预估温室气体增温效应未来大有可为》(Reducing uncertaintiesin climate models . Science 27 July 2018: Vol 361, Issue 6400),作者是美国迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋与大气科学学院Brian Soden教授、美国劳伦斯伯克利国家实验室高级研究员William Collins和美国劳伦斯伯克利国家实验室年轻的研究员Daniel Feldman,这三位作者都是气候变化研究领域的著名科学家。

他们回顾了目前广泛应用于预估未来气候变化的全球气候模式在估算温室气体的增温效应中所存在的问题。分析认为:目前世界各研究机构所开发的全球气候模式在此问题上的答案存在明显的差异,而其中最主要的过程是各模式在估算温室气体增加导致的辐射效应上存在巨大的差异:当主要温室气体二氧化碳(CO2)加倍时,各模式预估的大气辐射效应的增加最低为3.3瓦/平方米,而在某些模式中能达到4.7瓦/平方米。

下图为作者引用的NASA拍摄到的温室气体迁移和变化视频中的一幅截图,红色代表温室气体,时间为2014年11月。

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评述文章指出了未来提升模式表现的两个关键点。其一,要提升CO2辐射效应过程在模式中的地位,变成常规计算步骤,并要求所有模式提供相应的CO2辐射效应的模拟结果,以利于进一步分析比较。其二,由于计算资源的进步,我们要逐步减少对“物理过程参数化”的经验近似处理,特别是对“大气辐射传输”这一类理论上已经有共识的物理过程,更要减少其“参数化”处理。

这些模型与数据计算依赖于大量的基础数据支撑,北京易科泰生态技术公司提供全方位地表温室气体解决方案。

野外原位测量产品:

1 SoilBox343

超便携、双通道、扩散式测量(有效避免气泵抽样引起的气压变化造成的误差)。

性价比最高,配置灵活,可同时测量空气温湿度(建议选配),可选配便携式土壤水分传感器(测量土壤水分与温度,建议选配),透明呼吸室可测量光合作用(建议选配PAR与温湿度监测模块)。 

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2 SoilBox FMS/FGA

便携式,可同时高精度测量O2通量,除原位测量土壤呼吸外,还可测量土壤样品、根、土壤动物等呼吸(需配备专用呼吸室),多通道数采可连接土壤水分、温度等传感器。 

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3 SRS1000/2000土壤呼吸测量系统

便携式,多种呼吸室供选配,可测量小型群落光合作用与土壤呼吸等,可通过控制呼吸室内CO2等因子以实验测量温室效应对土壤呼吸的影响。 

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4 ACE/ACE-Net全自动土壤呼吸监测

ACE单机高度集成、全自动化、一体式土壤呼吸监测系统,有封闭式和开放式可选,另有透明呼吸室和非透明呼吸室两种类型;可连接6个土壤温度传感器、4个土壤水分传感器以监测不同土壤剖面水分及温度变化。

网络式最大可扩展至30个ACE单机,监测直径可达200米,可用于土壤呼吸的区域异质性时空分布格局研究等。

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5 SCG-N土壤剖面CO2/O2梯度监测系统

为易科泰专利产品,可原位测量土壤剖面CO2O2、土壤水分、土壤温度等,可组成各种实验监测方案:

1)与SoilTron多功能小型蒸渗仪组成控制实验监测系统

2)可与BTC100根系监 测系统组成地下生态学观测系统

3)可与PTM48A、BTC100组成地上地下综合观测系统

4)可与OTC-Auto组成土壤呼吸综合观测系统,全面监测土壤通量、土壤剖面原位CO2O2

5)可用于湿地原位监测(SCG-ES)

6 OTC-Auto群落光合-呼吸原位监测系统

可实现对个体、群落乃至生态系统CO2/H2O通量、光合-呼吸的原位持续监测。

可配置单体式群落光合-呼吸监测箱、双体式群落光合-呼吸监测箱(用于对比实验等)、或多通道式监测系统。 

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实验室土壤呼吸测量:

1 SoilLab实验室多通道土壤呼吸测量系统

SoilLab多通道实验室土壤呼吸测量系统用于实验室测量土壤呼吸、土壤动物呼吸、根呼吸等,特别适用于各类土壤包括湿地土壤、工业污染土壤、固废等的Microcosm-test(微生态实验模拟观测)。

模块式配置,可根据实验要求灵活配置、扩展,如配置4通道、8通道、16通道乃至24通道测量系统。

高精度氧气分析仪和CO2分析仪,还可选配甲烷分析仪、水汽分析仪等

可选配差分氧气分析仪用于分析微细土壤动物白符跳(Folsomia candida)、线蚓(Enchytraeus sp.)、鼠妇等的呼吸,或细根的呼吸。 

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2 EGA-60实验室全自动土壤呼吸观测系统

可同时测量24通道CO2/H2O,并在线显示分析结果,测量参数包括气压、气体流速、实时CO2浓度、H2O浓度、温度等。 

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