大氣中CO2濃度首次超過415ppm,創造有史以來的最高紀錄

2021-02-12 中國空氣淨化行業聯盟CAPIA

日前，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）莫納羅亞氣象臺的傳感器監測到一個驚人數據。大氣中的二氧化碳（CO2）濃度已經超過415ppm，即CO2質量超過整個大氣質量的萬分之4.15，創造了有史以來的最高紀錄。

當地時間11日上午，斯克裡普斯海洋研究所的科研人員在位於夏威夷的莫納羅亞氣象臺記錄下這一歷史性數據415.26ppm。氣象學家埃裡克·霍爾薩斯在社交網站「Twitter」上表示，人類歷史上地球大氣中的CO2濃度首次超過415ppm。「這不僅是有記錄的歷史中的第一次，也不僅是一萬年前農業文明出現後的第一次，而是數百萬年前人類出現後的第一次。我們從未見識過這樣的地球。」

事實上，早在4月，德國波茨坦氣候影響研究所的威利特等人就在《科學》雜誌上撰文指出，大氣中CO2濃度已經達到了300萬年前水平。而直立行走的人類，200萬年前才剛剛出現。

近年來，大氣中的CO2濃度仍在迅速上升。一直跟蹤CO2濃度變化的斯克裡普斯海洋研究所項目負責人拉爾夫·基林表示，其平均增長率仍處於歷史高位。今年與去年相比增長了3ppm，而近些年的平均增長率為每年2.5ppm。密西根大學的一項研究認為，到下世紀中葉，大氣中的CO2濃度或飆升至5600萬年前的水平。

NOAA把CO2比作「磚」，將地球比作散發熱量的壁爐。大氣中過量的CO2等溫室氣體將吸收陸地和海洋散發的熱量，使地球的熱量循環失去了平衡，平均氣溫上升。更可怕的是，隨著氣溫升高的還有地球的「脾氣」。2014年發表在《自然》雜誌上的一項研究認為，溫室氣體導致的氣候變化將使地球表面的大氣波動更為劇烈，高溫、乾旱、酷寒等極端天氣的出現將更加頻繁。

2018年11月22日，世界氣象組織（WMO）發布2017年度全球大氣溫室氣體公報。公報採用的大氣溫室氣體濃度數據來自世界氣象組織全球大氣觀測網（GAW）、全球大氣氣體先進試驗（AGAGE）等。公報稱全球大氣主要溫室氣體濃度繼續突破有儀器觀測以來的歷史記錄，二氧化碳、甲烷和氧化亞氮的濃度分別達到405.5±0.1ppm（ppm為摩爾比濃度10-6，即百萬分之一）、1859±2ppb（ppb為摩爾比濃度10-9，即十億分之一）、329.9±0.1ppb，2016-2017年大氣二氧化碳濃度增幅約2.2ppm，相比2015-2016年明顯降低（2016年為3.3ppm），2015-2016年較高的二氧化碳增幅主要由厄爾尼諾現象導致的熱帶地區乾旱及森林大火等引起。2017年全球大氣甲烷和氧化亞氮濃度也達到了新的高度，2016-2017年增幅分別達7ppb和0.9ppb。根據美國國家海洋大氣局（NOAA）的溫室氣體指數分析結果，2017年由大氣長壽命溫室氣體引起的輻射強迫相比1990年上升了約41%，而這其中二氧化碳的貢獻超過82%。

中國溫室氣體濃度監測與分析。中國氣象局在WMO/GAW框架下，協調中國區域的溫室氣體及相關微量成分高精度觀測，所用的方法、標準、流程均與國際接軌，1992年首次在我國首次開展溫室氣體本底濃度觀測。2016年底我國發射首顆全球二氧化碳觀測科學實驗衛星（TanSat），截止目前，已經初步形成天、空、地一體化的溫室氣體立體觀測能力。

青海瓦裡關站是WMO/GAW全球31個大氣本底站之一。2017年青海瓦裡關站觀測的二氧化碳、甲烷和氧化亞氮的濃度分別上升至407.0±0.2ppm、1912±2ppb、330.3±0.1ppb，均高於同期全球平均水平，尤其是甲烷濃度明顯高於全球平均。2017年我國北京上甸子、浙江臨安、黑龍江龍鳳山站3個區域本底站溫室氣體濃度也出現上升，二氧化碳平均濃度分別為416.0±1.8ppm、419.5±1.9ppm、415.6±0.8ppm。

衛星遙感監測顯示：2017年全球和中國陸地區域年平均大氣CO2濃度分別達402.2±2.8ppm和405.0±3.0ppm。相比2016年，增長2.2ppm和2.6ppm，與過去8年（2010-2017）的全球和中國區域年平均絕對增量（2.2ppm和2.4ppm）基本持平。我國是世界上溫室氣體總量排放最大的國家，在應對氣候變化，履行《巴黎協定》控制溫室氣體排放方面付出了極大的努力。基於本底溫室氣體觀測資料的「自上而下」反演計算是評估/驗證溫室氣體排放的重要手段之一，已被政府間氣候變化專門委員會（IPCC）納入國家溫室氣體排放清單編制方法學報告，世界氣象組織（WMO）也特別成立「全球溫室氣體綜合信息系統」（IG3IS）推進基於濃度觀測資料的溫室氣體源匯估算。本次WMO公報還特別列舉了紐西蘭、英國、加拿大基於溫室氣體濃度觀測開展源匯估算方面的成功案例。中國氣象局也長期致力於應對氣候變化相關的工作，積極參與「全球溫室氣體綜合信息系統」（IG3IS）系統相關的服務，基於我國本底溫室氣體網絡化觀測資料，結合「自上而下」的模式對我國溫室氣體源匯開展了初步的分析研究，支撐了我國應對氣候變化、節能減排等科學決策。

CO2濃度的變化對全球氣候變暖有直接關係，可是室外CO2濃度的變化對人的健康和認知能力的影響比較小。但大氣中CO2的濃度變化與室內新風量的計算息息相關。由中國建築科學研究院主編的《建築能效與室內環境參數綜合設計要求》的團體標準等同採用了國際標準化組織ISO出臺的室內環境品質新標準ISO 17772-2017的內容，該標準沒有直接採用室內CO2濃度值作為計算指標，而是採用高於室外的濃度多少作為指標。

《建築能效與室內環境參數綜合設計要求》根據高於室外濃度的默認設計CO2濃度做了等級劃分，詳情可見下表：

高於室外濃度的默認設計CO2濃度

（假設每人CO2的釋放量為20L/h）

級別

高於室外的CO2濃度（單位：ppm，非適應人群）

Ⅰ

550

Ⅱ

800

Ⅲ

1350

Ⅲ

1350

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