二氧化碳 (CO2) 浓度和温度的简化数学模型发现，人为干预与二氧化碳水平实际降低之间存在“滞后时间”。这种滞后时间对旨在避免气候临界点和潜在灾难性温度升高的干预策略产生了影响。
“从广义上讲，这是一个简单的能量平衡模型，可让您分析各种减排和碳捕获策略及其随时间推移对气候的影响，”北卡罗来纳州立大学数学助理教授、该论文的通讯作者 Mohammad Farazmand 说。工作。“完全解析的气候模型过于复杂，无法进行此类分析工作。”
为此，研究人员在创建模型时使用了整个地球的平均表面温度和二氧化碳浓度，而不是试图解释全球温度和湿度的变化。
该模型是一个随机延迟微分方程系统，考虑了碳排放和捕获率。它有两个主要组成部分。首先，它比较了自然产生或人造的 CO2 源和 CO2 汇，以表明 CO2 被泵入大气的速率。其次，它解释了进入大气层的太阳辐射，这些辐射要么被困在那里，要么被反射回来。一旦将这些数据放入模型中，研究人员就能够了解随着二氧化碳排放率在不同时间范围内下降会发生什么。
“我们的模型表明，即使排放率降低，CO2 浓度也会呈现短暂的增长，这可能仍会引发气候临界点，”Farazmand 说。
瞬时增长是延迟反馈的结果。如果 CO2 被泵入系统，在进入系统的量减少和整体 CO2 水平降低之间仍然存在延迟。事实上，延迟会产生一个反馈回路，在短时间内增加二氧化碳浓度，这仍然可能将系统推向气候临界点并陷入灾难。
“把短暂的增长想象成克服惯性，”法拉兹曼说。“这就像试图让一辆巨大的火车减速——你不能一下子把它停下来，在刹车和火车停下之间会有一段延迟。在谈论二氧化碳水平时，这可能会带来灾难性的后果。”
该模型分析了如果二氧化碳排放量在 5 年、10 年、15 年和 20 年后减少会发生什么，并发现在 10 年后，短暂的增长仍会将气候推向临界点，导致温度升高 6摄氏 50 年内。
“该模型使用 478 ppm 的 CO2 作为临界点，”Farazmand 说。“这个值是有争议的，但数值并不像瞬态增长和反馈回路的现象那么重要。”
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