碳循环

碳循环使碳在大气、海洋、陆地生物圈和地质储层之间移动，而化石燃料使用对其造成的扰动驱动着气候变化。

Definition

碳通过化学和生物过程在全球范围内在大气、海洋、陆地和地质储层之间循环。

Scope

本主题涵盖碳的化学和生物交换，包括光合作用和呼吸作用、海洋吸收和碳酸盐系统、土壤和植被储存以及地质储层，以及导致大气二氧化碳升高的 H 人为扰动。

Core questions

• 主要的碳储层及其之间的通量是什么？
• 海洋和陆地如何吸收人为二氧化碳？
• 为什么没有足够大的自然汇来吸收所有排放物？
• 碳循环如何与气候耦合？

Key theories

地球系统碳预算

碳通过光合作用、呼吸作用、海洋交换和风化作用在明确定义的储层之间移动；对预算的分析表明，自然汇可以减缓但不能完全抵消人为排放。

Mechanisms

光合作用将大气中的二氧化碳固定为有机碳，再通过呼吸作用和分解作用返回；海洋通过碳酸盐系统和生物泵吸收二氧化碳；在长时间尺度上，硅酸盐风化和沉积物埋藏调节大气。人类排放量超过了这些汇的响应速度，因此碳在大气中积累。

Clinical relevance

碳循环是理解大气二氧化碳升高、气候变化和海洋酸化以及评估碳汇和缓解措施的核心框架。

History

基林自1958年以来对二氧化碳的持续测量揭示了大气中二氧化碳的持续上升，而本世纪初的地球系统综合研究量化了全球碳预算及其人为扰动。

Key figures

• Charles David Keeling
• Paul Falkowski

Seminal works

• falkowski2000
• schlesinger2013

Frequently asked questions

大多数人为二氧化碳最终去了哪里？

大约一半留在大气中，其余的被海洋和陆地生物圈吸收；这些汇都无法完全吸收所有二氧化碳。