Симулятор углеродного цикла: боксовая модель глобальных углеродных резервуаров

Углеродный цикл — биогеохимический процесс, в ходе которого углерод перемещается между атмосферой, океанами, наземной биосферой и геологическими резервуарами. В естественном цикле эти потоки примерно сбалансированы. Сжигание ископаемого топлива и вырубка лесов добавляют ~11 ГтУ/год дополнительного углерода, нарушая баланс и вызывая накопление CO₂ в атмосфере.

Доля оставшихся в атмосфере — пропорция выброшенного CO₂, которая остаётся в атмосфере, а не поглощается океанскими или наземными стоками. За последние шесть десятилетий она составляла в среднем около 44%. Оставшиеся 56% примерно поровну делятся между поглощением океаном и сушей.

Поглощение CO₂ океаном ограничено скоростью перемешивания поверхностных и глубинных вод (буферный фактор Ревелла). Поверхностный океан относительно быстро приходит в равновесие с атмосферой, но перемешивание с глубоким океаном занимает столетия. По мере поглощения CO₂ поверхностным слоем его способность поглощать дополнительный CO₂ снижается из-за карбонатной химии.

Отдельные молекулы CO₂ быстро обмениваются между атмосферой и другими резервуарами (~5 лет), но возмущение от выбросов сохраняется гораздо дольше. Около 50% импульса CO₂ поглощается в течение 30 лет, 70% — за несколько столетий, но оставшиеся 20–25% сохраняются на тысячи и десятки тысяч лет.