從冰川融化、湖泊萎縮到收成遭到破壞和健康風(fēng)險(xiǎn)增加，氣候變化的影響是顯而易見(jiàn)的。一個(gè)特定位置的氣候可以描述為該位置在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的平均天氣狀況，而氣候變化是指這些天氣模式的轉(zhuǎn)變。氣溫升高正在改變天氣模式，破壞自然界的平衡和我們的日常生活。

根據(jù)世界氣象組織（氣象組織）的數(shù)據(jù)，全球氣溫已上升至比工業(yè)化前水平高1.1攝氏度左右，過(guò)去七年是有記錄以來(lái)最暖時(shí)期。然而，氣溫升高只是故事的開(kāi)始。

“氣候變化正在改變我們世界的面貌?！睔庀蠼M織高級(jí)科學(xué)官員Oksana Tarasova說(shuō)，“通過(guò)氣溫升高、海平面上升和極端事件強(qiáng)度增加，氣候變化影響著我們的生活和財(cái)產(chǎn)?！?/p>

雖然火山爆發(fā)和植物分解等自然因素會(huì)影響氣候，但科學(xué)家們一致認(rèn)為，人類(lèi)活動(dòng)是氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。燃燒煤、石油和天然氣等化石燃料以及清理土地和森林，會(huì)產(chǎn)生二氧化碳和甲烷等溫室氣體的排放，這些氣體會(huì)捕獲熱量并導(dǎo)致溫度升高。

氣象組織的最新報(bào)告證實(shí)，溫室氣體濃度在2021年達(dá)到歷史最高水平。全球二氧化碳濃度為百萬(wàn)分之415.7，比工業(yè)化前水平高出約50%。

“減少人類(lèi)對(duì)氣候的影響意味著解決溫室氣體排放問(wèn)題?！盩arasova說(shuō)，“問(wèn)題是：我們?nèi)绾文芤宰钣行У姆绞阶龅竭@一點(diǎn)？”

答案在空氣中，穩(wěn)定同位素揭示了這一點(diǎn)。

穩(wěn)定同位素

穩(wěn)定同位素是原子的非放射性形式。核技術(shù)可用于測(cè)量物質(zhì)中同位素的數(shù)量和比例，而這些同位素特征信息可用于確定物質(zhì)來(lái)源。

為了應(yīng)對(duì)氣候變化，科學(xué)家們正在研究空氣樣本，并利用核技術(shù)確定問(wèn)題的根源?！拔覀冃枰私舛趸嫉膩?lái)源、匯（從大氣中吸收的碳多于釋放的碳）以及二氧化碳的同位素組成或同位素特征?！痹幽軝C(jī)構(gòu)陸地環(huán)境放射化學(xué)實(shí)驗(yàn)室主任Manfred Gr?ning說(shuō)，“空氣樣本中二氧化碳的同位素組成就像一張身份證，顯示它是來(lái)自自然過(guò)程還是工業(yè)過(guò)程?！?/p>

通過(guò)確定排放源，可以針對(duì)污染者和減少大氣中溫室氣體采取更有效和更高效的措施?！耙惶幙赡馨l(fā)生野火，另一處可能是農(nóng)業(yè)活動(dòng)和植物退化問(wèn)題，還可能有燃燒化石燃料問(wèn)題。所有這些都影響了氣候變化的復(fù)雜性?！盙r?ning說(shuō)，“我們希望科學(xué)地確定這些排放源?！?/p>

基準(zhǔn)材料

氣候變化沒(méi)有邊界，影響著地球的所有地方。全球監(jiān)測(cè)的統(tǒng)一方案取決于同位素測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)化，而這正是原子能機(jī)構(gòu)發(fā)揮主要作用的地方。

“原子能機(jī)構(gòu)不僅有同位素分析方面的專(zhuān)家，而且有開(kāi)發(fā)基準(zhǔn)材料方面的專(zhuān)家?！痹幽軝C(jī)構(gòu)基準(zhǔn)材料專(zhuān)家Federica Camin說(shuō)?；鶞?zhǔn)材料是用于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的物理標(biāo)準(zhǔn)。自20世紀(jì)60年代以來(lái)，原子能機(jī)構(gòu)為實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)和分發(fā)了基準(zhǔn)材料，以協(xié)助利用核分析技術(shù)對(duì)結(jié)果進(jìn)行質(zhì)量保證。

“在測(cè)量質(zhì)量時(shí)，千克是測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。在測(cè)量溫室氣體時(shí)，基準(zhǔn)材料提供了這一標(biāo)準(zhǔn)，從而使實(shí)驗(yàn)室在同一測(cè)量尺度上保持一致，而不受位置的影響。這就是你所需要的全球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)?！盋amin說(shuō)。原子能機(jī)構(gòu)已開(kāi)發(fā)一種裝在小瓶中的白色粉末形式的碳酸鹽標(biāo)準(zhǔn)。她說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)室可以利用這種粉末狀固體碳酸鹽，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，用于校準(zhǔn)他們的分析儀器?！?/p>

為了增加用戶(hù)獲取二氧化碳基準(zhǔn)材料的機(jī)會(huì)，原子能機(jī)構(gòu)正在生產(chǎn)更易于實(shí)驗(yàn)室使用的氣體基準(zhǔn)材料?！笆澜缟霞s有40個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在率先測(cè)量大氣中溫室氣體的穩(wěn)定同位素。這些實(shí)驗(yàn)室需要標(biāo)準(zhǔn)?！盋amin說(shuō)，“我們正在開(kāi)發(fā)三種新的二氧化碳?xì)怏w基準(zhǔn)材料，以便更多實(shí)驗(yàn)室能夠使用，從而為世界高質(zhì)量的溫室氣體數(shù)據(jù)集作出貢獻(xiàn)?！边@些新基準(zhǔn)材料預(yù)計(jì)將于2024年分發(fā)。

實(shí)驗(yàn)室支持

Gr?ning說(shuō)，對(duì)大氣溫室氣體濃度及其同位素比率的準(zhǔn)確測(cè)量極其復(fù)雜。這些測(cè)量需要足夠的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、規(guī)程和人力資源，以確保數(shù)據(jù)的可比性。只有少數(shù)研究機(jī)構(gòu)有資格測(cè)量同位素，以跟蹤和追查溫室氣體排放的確切來(lái)源。2021年，為了幫助縮小全球測(cè)量方面的差距，原子能機(jī)構(gòu)和氣象組織啟動(dòng)了第一個(gè)聯(lián)合技術(shù)合作項(xiàng)目，以幫助在非洲、亞洲及太平洋、歐洲、拉丁美洲和加勒比地區(qū)建立同位素測(cè)量能力，特別是甲烷排放的測(cè)量能力。

Gr?ning警告說(shuō)：“在未來(lái)幾十年里，更多的甲烷將從融化的永久凍土釋放到大氣中?！痹谌蚍秶鷥?nèi)，了解甲烷如何釋放以及甲烷如何轉(zhuǎn)移、衰變或消除，將有助于使科學(xué)家了解緩解氣候變化所需的過(guò)程和措施。原子能機(jī)構(gòu)正在開(kāi)發(fā)甲烷氣體基準(zhǔn)材料。

通過(guò)發(fā)展使用同位素技術(shù)監(jiān)測(cè)測(cè)量的能力，可以收集更多的數(shù)據(jù)，并將其添加到氣象組織“全球大氣觀測(cè)網(wǎng)”中?！叭虼髿庥^測(cè)網(wǎng)”計(jì)劃旨在監(jiān)測(cè)地球大氣中的溫室氣體趨勢(shì)?！拔覀冃枰嗟臏y(cè)量和更高質(zhì)量的數(shù)據(jù)來(lái)了解我們?cè)谖磥?lái)幾年和幾十年的前景?！盙r?ning補(bǔ)充說(shuō)。他說(shuō)：“這需要時(shí)間，但取得成果的可能性很大?！?/p>