美國波特蘭州立大學(xué)的一項(xiàng)最新研究顯示,種植植被的屋頂——也就是綠色屋頂,可以通過減少從外面進(jìn)入建筑物的臭氧量來改善商業(yè)建筑的室內(nèi)空氣質(zhì)量。這項(xiàng)研究發(fā)表在 《建筑與環(huán)境》 上。
眾所周知,屋頂綠化可以產(chǎn)生積極的環(huán)境效益,如減少二氧化碳、減少雨水徑流和減少城市熱量等,波特蘭州立大學(xué)的這一研究發(fā)現(xiàn),又為屋頂綠化增加了一項(xiàng)重要的有益效應(yīng)。研究人員在北波特蘭一家大型零售商店的屋頂上安裝了測(cè)量裝置。該商店的屋頂有兩種,一種是綠色屋頂,另一種是傳統(tǒng)的白色薄膜屋頂。研究人員測(cè)量了從室外通風(fēng)口進(jìn)入建筑物的空氣,發(fā)現(xiàn)來自綠色屋頂區(qū)域的空氣臭氧水平比來自未種植植被區(qū)域的略低。他們發(fā)現(xiàn),屋頂種植的植被能在室外捕獲并過濾空氣中的臭氧。
這種效應(yīng)被稱為干沉積過程,在這個(gè)過程中,空氣中的粒子聚集或沉積在固體表面上。這是一個(gè)自然過程,也是去除大氣中污染物的關(guān)鍵過程。
多倫多大學(xué)密西索加校區(qū)的研究團(tuán)隊(duì)利用新的研究技術(shù)揭示了加拿大北部氣候變化的驚人信息。發(fā)表在《自然通訊》上的一項(xiàng)研究證實(shí),育空中部地區(qū)最近的氣候變暖導(dǎo)致的高溫天氣已經(jīng)超過了過去13600年經(jīng)歷的最高溫度,這一發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前全球變暖趨勢(shì)的背景下可能具有重要意義。
古氣候?qū)W家、論文主要作者特雷弗·波特和他的同事首次利用放射性碳年代測(cè)定法和保存在育空中部地下永久凍土中的水同位素,重建了過去13600年的夏季氣溫。每年夏天,新的泥炭苔蘚會(huì)在地表積聚,永久凍土層的頂部(在地下58厘米的固定深度)會(huì)適應(yīng)新的地表,它同時(shí)保存了在前幾個(gè)夏天滲入地面并凍結(jié)在永久凍土頂部的降水。冰芯的水同位素記錄是最有價(jià)值的氣候代用指標(biāo)之一。這種類型的永久凍土為水同位素提供了一個(gè)獨(dú)特的檔案,可以用來促進(jìn)對(duì)其他北部地區(qū)全新世(最年輕的地質(zhì)年代,從11700年前開始)氣候變化的了解,這將是氣候科學(xué)界的一大利好消息。
多年凍土分析的結(jié)果表明,育空中部早期的全新世夏季比典型的全新世夏季更溫暖。該研究進(jìn)一步得出結(jié)論,工業(yè)時(shí)代的變暖導(dǎo)致了全新世前所未有的夏季氣溫,比以往所有的最高氣溫高出近2℃。研究數(shù)據(jù)證實(shí),該地區(qū)一直在以異常的速度變暖。根據(jù)最近的歷史氣候數(shù)據(jù),這一地區(qū)比其他高緯度地區(qū)升溫更快。過去一個(gè)世紀(jì),變暖超過2oC,高于全球平均水平。證據(jù)表明,氣候變暖正在破壞加拿大北部永久凍土的穩(wěn)定,并釋放出溫室氣體。這可能是新常態(tài),如果繼續(xù)加速,可能會(huì)進(jìn)一步加劇全球氣候變化。
工業(yè)和能源行業(yè)每年產(chǎn)生大量的二氧化碳,然而這些看上去所謂的“廢物”,卻可以轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的商品。但是,二氧化碳轉(zhuǎn)化過程涉及的產(chǎn)業(yè)需要的技術(shù)成本高,屬于能源密集型產(chǎn)業(yè),因而大規(guī)模推廣受限。美國伊利諾伊大學(xué)的研究人員評(píng)估了一種新電解技術(shù)的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)實(shí)施的可行性,該技術(shù)通過使用一種廉價(jià)的生物燃料副產(chǎn)品,可將二氧化碳轉(zhuǎn)化過程的能耗降低53%。這項(xiàng)研究的成果發(fā)表在 《自然能源》 雜志上。
通過電化學(xué)還原過程,研究人員可以將二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙烯等化學(xué)物質(zhì)。乙烯是制造塑料的重要原材料,具有很高的商業(yè)價(jià)值。通常情況下,二氧化碳?xì)饬骱鸵后w電解質(zhì)在電解池中作用后,陰極會(huì)產(chǎn)生乙烯等分子,陽極則會(huì)產(chǎn)生氧氣。傳統(tǒng)二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)中,約有90%的能量被電解槽陽極的產(chǎn)氧過程消耗掉。氧氣是不具備巨大商業(yè)價(jià)值的氣體,因此這90%的能量基本上白白浪費(fèi)掉了。尋找一種能夠降低驅(qū)動(dòng)陽極反應(yīng)能量的原料,可能是從根本上降低二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)能耗的策略。研究者發(fā)現(xiàn),甘油作為甘蔗生物燃料生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)副產(chǎn)物,氧化所需能量較少,可以用于能耗極高的產(chǎn)氧步驟。
為了測(cè)試甘油新電解技術(shù)是否具有應(yīng)用潛力,研究人員研究了其在二氧化碳轉(zhuǎn)化過程的成本和能耗。研究者分析了極端情況下的二氧化碳排放和能耗情況,認(rèn)為從減排和經(jīng)濟(jì)角度來看,改善后的陽極反應(yīng)對(duì)增強(qiáng)二氧化碳轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用性極具效果。研究人員表示,雖然甘油的電解反應(yīng)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景,科學(xué)家們還需要繼續(xù)探索其他有機(jī)廢料的可行性——因?yàn)榧词股锶剂袭a(chǎn)量繼續(xù)提高,仍然無法完全滿足新電解技術(shù)的需求。好消息是,由于二氧化碳轉(zhuǎn)化涉及的化學(xué)成分是靈活的,很多有機(jī)廢料都有望用于這項(xiàng)工作。
一項(xiàng)發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》和《地球未來》上的研究強(qiáng)調(diào),在沒有采取強(qiáng)烈行動(dòng)的情況下,達(dá)成“巴黎協(xié)定”中的“難以置信的挑戰(zhàn)”將是非常困難的。研究還預(yù)估了如果各國未能減少溫室氣體排放,地球的極端溫度將受到影響的細(xì)節(jié)。
2015年12月,世界各國在減少溫室氣體排放方面達(dá)成協(xié)議,目標(biāo)是避免將全球平均氣溫升高至工業(yè)化前的水平2℃以上。理想情況下,該條約的目標(biāo)是將這一增長限制在1.5℃。美國于2018年8月宣布退出“巴黎協(xié)定”,成為世界上僅有的兩個(gè)非締約國之一。
這項(xiàng)新研究著重強(qiáng)調(diào),協(xié)議中提出的一些目標(biāo)可能很難在沒有多少犧牲的情況下實(shí)現(xiàn)。
蒙特利灣海洋研究所的研究人員最近測(cè)量了包括硅谷在內(nèi)的城市和農(nóng)業(yè)區(qū)向海洋吹出的高濃度二氧化碳。該研究發(fā)表在PLOS ONE的一篇新論文中,科學(xué)家計(jì)算出這個(gè)以前未記錄的過程可能會(huì)使那些溶解在沿海海域的二氧化碳增加約20%。
在過去的200年里,人類排放的二氧化碳只有不到一半仍留在大氣中。其余的幾乎以同等比例被海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收。二氧化碳進(jìn)入海洋的速度取決于許多因素,包括風(fēng)速、水溫、地表水和海面上方空氣中二氧化碳的相對(duì)濃度。
自1993年,蒙特利灣海洋研究所幾乎一直在測(cè)量蒙特利灣空氣和海水中的二氧化碳濃度。直到2017年,研究人員才開始仔細(xì)研究海洋表面機(jī)器人收集的大氣數(shù)據(jù),分析蒙特利灣上空每小時(shí)的二氧化碳濃度。通過分析獲知:二氧化碳濃度在清晨達(dá)到峰值。盡管大氣科學(xué)家此前曾注意到一些城市和農(nóng)業(yè)區(qū)的二氧化碳濃度在清晨達(dá)到峰值,但首次在海洋水域測(cè)量到這樣的峰值。這一發(fā)現(xiàn)也與一個(gè)常見的科學(xué)假設(shè)相矛盾,即海洋區(qū)域的二氧化碳濃度不會(huì)隨時(shí)間或空間變化太大。數(shù)據(jù)表明,早晨二氧化碳濃度達(dá)到峰值的兩個(gè)主要來源是薩利納斯和圣克拉拉山谷。薩利納斯山谷是加州最大的農(nóng)業(yè)區(qū)之一,許多植物在夜間釋放二氧化碳。圣克拉拉谷(Santa Clara Valley,又名硅谷)是一個(gè)人口密集的城市地區(qū),清晨的微風(fēng)和其他大氣條件可以聚集汽車和工廠排放的二氧化碳。
沿海水域的二氧化碳量如果增加20%,可能會(huì)對(duì)這些地區(qū)的海水酸度產(chǎn)生影響。但是目前沒有任何好辦法來衡量酸度的增加,因?yàn)槎趸夹枰獣r(shí)間進(jìn)入海洋,而且沿海水域的二氧化碳濃度變化很大。
哈立德·本·蘇丹海洋生物基金會(huì)和邁阿密大學(xué)羅森蒂爾海洋與大氣科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家們進(jìn)行了一項(xiàng)新研究。該研究利用地球軌道衛(wèi)星和野外觀測(cè)精確繪制珊瑚礁圖譜,這個(gè)有史以來第一個(gè)全球珊瑚礁地圖集包含超過65000平方公里的珊瑚礁和周圍棲息地。
發(fā)表在《珊瑚礁》雜志上的這些地圖是科學(xué)家為哈立德·本·蘇丹海洋生物基金會(huì)進(jìn)行的為期10年的全球珊瑚礁探險(xiǎn)的結(jié)果。該探險(xiǎn)隊(duì)前往15個(gè)國家的1000多個(gè)偏遠(yuǎn)珊瑚礁進(jìn)行繪制,并將測(cè)量精確到1平方米,以更好地了解它們的健康和恢復(fù)能力。這項(xiàng)研究中涉及的許多珊瑚礁都是以前在探險(xiǎn)中從未觸及過的。
高分辨率珊瑚礁地圖包含淺水海洋棲息地,如前珊瑚礁和后珊瑚礁,以及有關(guān)探險(xiǎn)隊(duì)訪問主要地點(diǎn)的海草床和紅樹林大小的信息。同時(shí),研究表明,現(xiàn)有的珊瑚礁還面臨著來自沿海開發(fā)、過度捕撈和氣候變化等越來越多的威脅。