中科院院刊：碳中和中的地球系統科學和技術問題

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為加深青年學者對“碳中和”國家戰略的理解，為國家碳中和目標的實現提供科技支撐，2021年1月11日，中科院青年創新促進會大氣所小組聯合大氣所青年實驗室舉辦了“碳中和青年研討會”，探討地球科學在碳中和中的貢獻以及知識不足。會後，大氣所青促會小組組織了以青年科研工作者為主的團隊，聯合撰寫了“碳中和目標下的若幹地球系統科學和技術問題分析”一文。《中國科學院院刊》於5月20日刊登了此文。

本文從地球系統科學角度，分析了支撐“碳達峰、碳中和”目標的大氣、陸地和海洋相關的地球系統科學中的若幹科學和技術問題及現存的知識不足。從地球系統模式、氣候監測指標、溫室氣體監測技術、碳源匯核算方法體系等方面，闡述了支撐碳中和的關鍵技術手段及現存的問題。

基於目前存在的挑戰和不足，本文也提出了若幹建議：

（1） 自主構建氣候變化監測指標系統，深入理解氣候系統多圈層相互作用過程和機制，為碳中和目標的實現提供科學基礎。

（2） 自主研發溫室氣體監測與核查技術和平台，為碳中和目標提供先進的技術手段支撐

（3） 進一步完善地球系統模式，以國家“地球系統數值模擬裝置”為核心，建設國家碳中和核算-評估-決策支持中心，用科技能力建設支撐碳中和戰略的實施。

實現碳中和涉及到人為減排、能源結構調整、人工碳匯等手段的實施，這些本質上都屬於有序人類活動。同時，人類社會通過降低碳排放的手段進行氣候調控屬於對自然環境的人工調控或者最優調控問題，也是自然控制論的研究範疇。針對“碳達峰與碳中和“的重要科學和技術問題，青年學者要繼承和發揚老一輩科學家的重要理論成果，支撐我國建設世界科技強國。

圖. “碳達峰、碳中和”進程必將伴隨著人與自然密切、快速的耦合和相互作用。

該研究主要受中科院青年創新促進會的支持。
本文撰寫團隊來自8個國內研究機構，包括：中國科學院大氣物理研究所、中國科學院大學、南方海洋科學與工程廣東省實驗室 、南京大學、中國科學院青島生物能源與過程研究所、中國林業科學研究院森林生態環境與保護研究所、河海大學、中山大學。

論文信息

蔡兆男,成裏京,李婷婷,鄭循華,王林,韓聖慧,王凱,屈俠,江飛,張永雨,朱建華,龍上敏,孫揚,賈炳浩,袁文平,張天一,張晴,謝瑾博,朱家文,劉志強,吳琳,楊東旭,魏科,吳林,張穩,劉毅,曹軍驥.碳中和目標下的若幹地球系統科學和技術問題分析.中國科學院院刊,2021,36(5):602-613.

來源：中國科學院大氣物理研究院

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