與 2020 年相比，2019 年全球化石燃料排放量下降了約 19%。但除非封鎖放鬆，除非 COVID-XNUMX 復甦計劃側重於“綠色復甦”，否則排放量可能會出現反彈。 （美聯社照片/ Michael Probst）
在將全球變暖限制在給定目標的同時，我們仍然可以排放的二氧化碳量被稱為“剩餘碳預算”，它已成為告知氣候政策目標和跟踪淨零排放目標進展的強大工具。
這種碳預算就像固定的財務預算：隨著時間的推移，允許的總支出有上限，短期內的超額支出需要未來的支出減少。 同樣，剩餘碳預算是未來排放量的固定總量，該總量足夠小，足以在全球氣溫超過我們的氣候目標之前限制其上升。
科學家對剩餘碳預算的估計 差異很大。 研究經常使用不同的方法甚至碳預算的定義。 這可能涉及對二氧化碳以外的溫室氣體如何導致氣候變化的不同處理，或者某些過程的不完整描述，例如氣溶膠在氣候變化中的作用。
大範圍的估計要么可以用來抵消雄心勃勃的氣候目標，要么可以證明向低碳經濟的轉型可以在幾十年內逐步進行。 這兩個極端都不能很好地反映實際的不確定性。
我們開發了一個 一種新的方式 更好地估計巴黎協定 1.5C 限制的剩餘碳預算，整合了所有主要的不確定性來源。 我們的研究結果表明，即使越來越多承諾 2050 年淨零排放目標的國家實現了其目標，我們仍然會在十年多的時間內耗盡剩餘的 1.5C 碳預算。
這清楚地提醒我們，實現《巴黎協定》中最雄心勃勃的溫度目標的時間已經不多了。
還剩多少預算？
我們對 1.5C 剩餘碳預算的最佳估計是 440 年起 2 億噸二氧化碳。 如果全球人類活動繼續以目前的速度產生二氧化碳，我們將在 2020 年多一點的時間內耗盡剩餘的碳預算。
如果我們放慢排放速度，剩餘預算將持續更長時間。 為了避免超出剩餘的碳預算，我們需要完全停止排放二氧化碳。 2 年起 440 億噸的預算意味著全球二氧化碳排放量需要在 2020 年左右減少到淨零。
然而，即使如此，我們也只有 50% 的機會不超過 1.5C。 二氧化碳排放總量不得超過 67 億噸，概率為 2%。 這大約是當前排放量的五年，或者到 230 年達到淨零排放。
1.5C 的剩餘碳預算分佈（左圖）顯示，從 440 年起，中值估計為 2 Gt CO2020，第 33-67 個百分位數範圍為 230 至 670 Gt CO2。 該範圍包括所有主要的地球物理不確定性，但也對與人類決策和緩解行動相關的其他不確定性敏感。 特別是，人類關於未來其他溫室氣體和氣溶膠排放的決策有可能使碳預算分佈向任一方向改變 170 Gt CO2（右圖）。 Matthews、Tokarska 等人 (2020) 通信地球與環境
10到20年內全球脫碳顯然是一個艱鉅的挑戰。 但這是不可能的嗎？
過去的一年看到了 全球二氧化碳排放量下降 2% 相對於 2019 年。繼續按照這一速度下降將導致全球排放量在 2035 年左右達到淨零，從而使我們更有可能將全球變暖限制在 1.5 攝氏度。
如果沒有全球努力改變未來排放軌跡，這種情況就不會發生。 2020 年排放量下降是控制 COVID-19 努力的副作用。 如果經濟復甦努力的目標是進一步減少排放 這可以使 1.5C 的目標保持在可實現的範圍內.
改變未來排放的進程
2020 年 2 月全球封鎖高峰期，每日二氧化碳排放量下降 幾乎減少了 20% 相對於 2019 年同期。這些見解可以幫助我們了解如何利用 COVID-19 恢復投資來進一步降低排放量。
排放量相對減少幅度最大的是道路交通的減少，例如汽車通勤和航空旅行。 儘管我們都面臨著失去面對面互動的痛苦，但我們也學到了很多關於如何在線召開會議、演示和協作的知識。 雖然隨著封鎖的放鬆，個人流動性將會反彈，但我們的遠程工作和學習速成課程意味著我們可能不需要回到 COVID-19 之前的出行水平。
在 COVID-19 大流行的早期階段，許多邊境關閉，人們呆在家裡，全球二氧化碳排放量急劇下降，這主要是由於地面交通和航空旅行的減少。 （Le Quéré 等人，《自然氣候變化》，2020 年/全球碳項目）, CC BY
相對而言，工業和發電的排放量並沒有減少那麼多。 這表明需要對技術基礎設施進行系統性變革，以釋放低碳經濟活動的潛力。
在在線平台無法勝任這項任務的情況下，還需要類似的技術進步來支持低碳旅行。 持續的個人行為變化與低碳基礎設施的快速擴張相結合，有可能對未來二氧化碳排放的軌跡產生重大影響。
保持在剩餘碳預算之內
越來越多的國家、城市和企業 致力於實現淨零排放目標，其中二氧化碳排放量減少至零或與有意從大氣中去除二氧化碳相匹配的水平。 這些目標對於保持剩餘碳預算的任何努力都至關重要。
已經採取或承諾淨零排放目標的國家包括拜登新政府領導下的歐盟、英國、中國、加拿大和美國。 目前，大部分目標設定為 2050 年（中國為 2060 年）。
根據我們的 剩餘碳預算的估計，這些承諾不足以將升溫限制在 1.5 攝氏度。 然而，他們可能會將變暖限制在《巴黎協定》的較高氣溫目標之內：遠低於 2 攝氏度。
其他溫室氣體以及化石燃料使用排放的氣溶膠對氣候的影響仍然是剩餘碳預算估計中最大的不確定性來源之一。 我們在減少這些其他排放方面的有效性可能會擴大或縮小剩餘碳預算的規模。
今年將是我們減少排放努力的關鍵一年。 COVID-19 為實現雄心勃勃的氣候目標打開了一扇機會之窗，否則這些目標可能無法實現。
世界各國政府正在投入前所未有的資金來支持和振興國家經濟。 我們必須積極抓住這個機會 綠色復甦 和 避免投資於將鎖定未來二氧化碳排放的基礎設施和工業。 然而，根據該機構的說法，迄今為止宣布的 COVID-19 刺激計劃“錯失了機會” 聯合國環境規劃署上週發布的適應報告.
沒有緊急封鎖措施可以減緩氣候變暖的速度。 相反，我們需要有針對性、實質性和持續性的努力和投資，以繼續減少並最終消除全球二氧化碳排放。 這個窗口現在已經打開，我們一定不能錯過這個機會。
關於作者
H. Damon Matthews，教授兼康科迪亞大學氣候科學與可持續發展研究主席， 康考迪亞大學 和 Kasia Tokarska，博士後研究員， 瑞士聯邦理工學院蘇黎世
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