SDSC慧星超级计算机帮助测试生态系统二氧化碳水平(图)

加大圣地亚哥分校超级计算机中心(SDSC,UCSD)的研究人员指出,这是SDSC的彗星超级计算机测试自19世纪中期以来,加州土地利用后土地产生的变化。

今年早些时候,《全球变化生物学》杂志发表了有关21世纪气候、土地利用和干扰对加州生态系统碳平衡影响的研究结果。该杂志引用了该超级计算机对各种全球气候、土地利用和排放的彗星模拟图。

图为SDSC的彗星模拟显示2017-2100年期间的32种情景模拟,其气候变化(Y轴,从上到下增加)和土地利用和干扰(X轴,从左到右增加)的相对影响。阴影区是指在预测期内生态系统被估计为净碳汇的地块空间内的面积。误差条表示为每个方案计算的蒙特卡罗置信区间。(图:美国地质勘探局/华盛顿州西雅图,Benjamin Sleeter)

结论是:地球陆地生态系统中的碳含量在2100年间可能下降10%左右。“自1850年以来,土地利用的变化使大气中的碳含量增加了化石燃料排放量的近一半,并对陆地生态系统中碳的储存产生了主要影响,”这项研究的主要作者、美国地质调查局(USGS)的研究地理学家Benjamin Sleeter说。“我们的研究提供了基础,以帮助评估如何以及在何处实施改变我们管理我们的自然景观在我们国家和其他地区的方式。”

研究中讨论的这些受干扰的生态系统是指加利福尼亚的森林、灌木丛、草地和土壤。当二氧化碳被植物吸收并以碳的形式储存在树枝、树干、根和土壤中时,它被释放回到大气中,它有助于加速气候变化。虽然这种吸收和释放的循环是一个非常自然的过程,但研究人员说,人类加速了释放,减缓了吸收。

Sleeter说他和他的同事们用彗星客观地研究了这个概念。也就是说,利用美国地质勘探局的资源,他们创建了四个全球气候模型、四个土地利用模型和两个排放模型的组合模拟。

Sleeter说:“通过多次运行32个场景中的4个场景,访问Comet使我们能够执行严格的不确定性评估。”。“我们发现,不管我们如何计算,二氧化碳在未来80年内将下降近10%,除非我们与政策制定者合作,以促进减少土地开发和全球气候行动。”

Sleeter解释说,虽然这四个模型代表了所有32个场景,但如果对所有32个模型进行评估,结果可能会有所不同。“更重要的是,我们的框架没有包括关键参数的可变性,例如植被类型的变化,这可能是气候变化和高烈度火灾耦合作用的结果。”

研究人员计划在随后的研究中解决这些问题。美国地质勘探局的生物固碳计划和气候与土地利用研究与开发计划、以及美国自然保护协会为这项研究提供了资金。SDSC彗星超级计算机本项目研究的资金援助来自国家科学基金会的极限科学和工程发现环境部(XSEDE),由NSF提供的拨款支持。

题图为位于加大圣地亚哥分校内的SDSC外景。

资料/图片来源:加大圣地亚哥分校超级计算机中心

(美国华文网 圣地亚哥华文网编发 USChinesePress.com SanDiegoChinesePress.com)