自20世紀(jì)50年代以來,由于人類活動(dòng)的影響,大氣Δ14C發(fā)生了劇烈的年際變化;而我國還缺乏相應(yīng)的觀測(cè)記錄。樹輪是記錄大氣當(dāng)年Δ14C的良好材料,通過連續(xù)樹輪樣品可以重建大氣14C的年際變化趨勢(shì),并探究人類活動(dòng)對(duì)其年際變化的影響。
西安加速器質(zhì)譜中心所牛振川研究員和團(tuán)隊(duì)通過樹木年輪14C,重建了我國上甸子區(qū)域本底點(diǎn)1948-2018年大氣Δ14C的年際變化序列,并量化了大氣核爆和化石燃料排放對(duì)大氣Δ14C年際變化的影響。研究表明,上甸子樹輪Δ14C與國際上已發(fā)表的樹輪和大氣Δ14C具有相似的年際變化規(guī)律。我國的大氣核試驗(yàn)使得上甸子大氣Δ14C值比北半球1區(qū)樹輪Δ14C的平均值高26.5±17.4‰,上甸子大氣Δ14C值下降的半衰期(即峰值下降到一半時(shí)所用的時(shí)間)被延長(zhǎng)了約2.7年。改革開放、尤其是2000年以來我國大量化石燃料的排放使得上甸子大氣Δ14C值的下降速率被加快約1.8‰ yr-1。2000年以后,大氣Δ14C值與化石燃料排放量顯著負(fù)相關(guān)(r2>0.95),1‰的Δ14C值下降分別對(duì)應(yīng)著京津冀2.3百萬噸和我國23.3百萬噸化石碳排放量的增加(圖4)
該研究量化了大氣核爆和化石燃料排放對(duì)我國本底大氣Δ14C年際變化的影響,建立了化石燃料排放與大氣Δ14C的線性關(guān)系,有助于我國當(dāng)前的“雙碳”行動(dòng)。
研究受到國家自然科學(xué)基金(41773141、41573136和41730108)和中科院先導(dǎo)A(XDA23010302)的共同資助,已發(fā)表在大氣環(huán)境領(lǐng)域的知名刊物《Atmospheric Environment》。論文詳細(xì)信息如下:
Zhenchuan Niu, Xue Feng, Weijian Zhou, Peng Wang, Yu Liu, Xuefeng Lu, Hua Du, Yunchong Fu, Ming Li, Ruochen Mei, Qiang Li, Qiufang Cai. Tree-ring Δ14C time series from 1948 to 2018 at a regional background site, China: Influences of atmospheric nuclear weapons tests and fossil fuel emissions. Atmospheric Environment, 2021, 246, 118156. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2020.118156