生物地球化学：全球の一酸化二窒素の排出と吸収消滅の包括的な定量化

一酸化二窒素（N₂O）は、二酸化炭素と同様に、大気中に蓄積する長寿命の温室効果ガスである。過去150年にわたって、大気中のN₂O濃度の増加は、成層圏オゾン層破壊と気候変動の一因となっており、現在の増加速度は10年当たり2％と推定されている。既存の国別インベントリーは、自然起源の排出（ソース）を含んでおらず、人為起源の排出を分けて評価する手法に限界があるため、N₂O収支の全体像を示してはいない。本論文では、自然および人為の両排出源をもれなく扱い、窒素投入とN₂O排出を制御する生化学的過程との間の相互作用を考慮した全球のN₂Oインベントリーを提示する。我々は、ボトムアップ法（インベントリー、フラックス測定の統計的外挿、プロセスベースの陸と海のモデリング）とトップダウン法（大気インバージョン）を用いて、1980〜2016年に21種類の自然起源および人為起源で生じた全球のN₂Oの排出と吸収消滅（シンク）を包括的に定量化した結果を示す。2007〜2016年の全球のN₂O排出量は、窒素換算で年間17.0（最小推定値12.2～最大推定値23.5）テラグラム（ボトムアップ法）および16.9（15.9～17.7）テラグラム（トップダウン法）であった。全球の人為的排出量は、耕作地への窒素投入が主な原因となって過去40年間で30％増加し、現在は窒素換算で年間7.3（4.2～11.4）テラグラムに達している。この排出量増加は、大気中N₂O量が増加した主要因となった。今回の知見は、新興経済国、特にブラジル、中国、インドにおいてN₂O排出量が大きく増加していることを示している。プロセスベースのモデル推定結果を分析したところ、窒素投入と気候変動の間の相互作用から生じる新たなN₂O–気候フィードバックが明らかになった。N₂O排出量の最近の増加は、将来の最も高い人為起源排出シナリオのいくつかを超えており、N₂O排出量の削減が急務であることを強く示唆している。

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