점점 부정적인 열대수

Dec 18, 2023

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측정항목 세부정보

육상 생태계는 지난 60년 동안 총 인위적 CO2 배출량의 약 32%를 차지했습니다1. 그러나 육상 탄소-기후 피드백의 큰 불확실성으로 인해 육상 탄소 흡수원이 미래 기후 변화에 어떻게 반응할지 예측하기가 어렵습니다2. 대기 CO2 성장률(CGR)의 경년 변화는 열대 지역의 육지-대기 탄소 플럭스에 의해 지배되며, 이는 육지 탄소-기후 상호 작용을 탐구할 수 있는 기회를 제공합니다3,4,5,6. CGR의 변동은 주로 온도에 의해 제어되는 것으로 생각되지만7,8,9,10 물 가용성과 CGR11 사이의 긴밀한 결합에 대한 증거도 있습니다. 여기에서는 변화하는 기후에 따른 열대 육상 기후 조건과 CGR 사이의 경년 관계 변화를 조사하기 위해 지구 대기 CO2, 육상 물 저장 및 강수량 데이터 기록을 사용합니다. 우리는 열대 물 가용성과 CGR 사이의 경년 관계가 1960~1989년에 비해 1989~2018년 동안 점점 더 음의 관계가 된 것을 발견했습니다. 이는 공간 보상 물 효과 감소를 포함하여 엘니뇨/남방 진동 원격 연결의 변화로 인해 발생하는 열대 물 가용성 이상 현상의 시공간적 변화와 관련될 수 있습니다9. 우리는 또한 대부분의 최첨단 결합 지구 시스템과 지표면 모델이 강화되는 물-탄소 결합을 재현하지 못한다는 것을 보여줍니다. 우리의 결과는 열대 물 가용성이 육상 탄소 순환의 경년 변동성을 점점 더 제어하고 열대 육상 탄소-기후 피드백을 조절하고 있음을 나타냅니다.

CO2 증가율(CGR)의 경년 변동(IAV)은 엘니뇨/남방진동(ENSO)12,13과 강한 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다(예: 참고 자료 12, Pearson의 R = -0.55, P < 0.05). 다른 위치보다 열대 기온의 IAV가 낮음에도 불구하고 특히 열대 기온 변화 7,8,9(예: R = 0.7, P < 0.01 참조 7)에서 상관 계수). 열대 기온에 대한 CGR의 역사적 IAV 민감도는 예상 열대 탄소 수지5의 불확실성을 상당히 낮출 수 있는 관측 제약으로 추가로 확인되었습니다. 열대 기온과 비교하여 동시 열대 강수량은 CGR15,16과 잘 상관되지 않지만(예: R = -0.19, 참고 문헌 16의 P > 0.1) 지연된 열대 강수량은 CGR 또는 열대 순 토지의 IAV를 강력하게 설명하는 것으로 나타났습니다. 탄소 플럭스7,17(예를 들어 참고문헌 7에서 R = -0.5, P < 0.05)로 인해 공정 관점에서 CGR을 제어하는 ​​데 물 가용성의 모호한 역할이 발생합니다. 최근 중력복구 및 기후실험(GRACE)의 쌍둥이 위성 발사로 육상 저수량(WS) 변동성을 직접 측정할 수 있게 되었고, 후속 분석에서는 CGR11(R = -0.85, P < 0.01). 그러나 기후 변화의 맥락에서 확인된 육상 기후-탄소 결합이 시간이 지남에 따라 일정한지 아니면 기후 강제 요인과 평균 기후의 변화에 ​​따라 달라질 수 있는지는 여전히 불분명합니다.

여기에서는 지난 수십 년 동안 열대 육상 기후 조건과 CGR 간의 경년 관계 변화를 조사합니다. GRACE 위성의 짧은 관측 기록을 보완하기 위해 최근 재구성된 장기 WS 변동성18도 사용합니다. 또한, 6개월 지연된 연간 강수량(LagP)은 집계된 열대 WS IAV에 근접할 수 있으며 CGR IAV와 상관관계가 있어 열대 육상 물 가용성 IAV(방법)에 대한 또 다른 효율적인 프록시로 부상합니다. 이는 또한 이전 연구 결과에서 지연된 강수량이 CGR과 잘 상관관계가 있는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다7,17.

우리는 경년 변동성의 관계에 초점을 맞추기 때문에 모든 변수는 장기 선형 추세를 제거하여 연간 시간 규모에서 추세를 제거합니다. Agung 산(1962년 및 1963년), El Chichón(1982년) 및 Pinatubo 산(1991~1993년)의 폭발 이후 몇 년도 비정상적인 탄소 플럭스 이상 현상의 교란을 피하기 위해 분석에서 제외되었습니다. 전체 1960-2018 기간 동안 CGR은 열대 기온 (RT, CGR = 0.64, P <0.01, Pearson 상관 계수) 및 열대 WS (RWS, CGR = -0.58, P <0.01)와 유의미한 상관 관계가 있습니다 (그림 1a ). 두 관계의 반대 기호는 더 뜨겁고(양의 온도 이상) 더 건조한(음의 WS 이상) 기후 조건이 일반적으로 토지 탄소 흡원을 약화시켜 지난 수십 년 동안 대기 CO2 증가를 증가시켰다는 것을 나타냅니다. 또한 일반적인 패턴에 맞지 않는 작은 비율의 CGR이 있는데, 이는 예외적인(비선형) 인위적 배출이나 해양 탄소 흡원과 같은 다른 요인의 역할을 암시합니다.