即大氣中碳的收支要相抵，也就是說(shuō)排入大氣的碳和自然系統(tǒng)能夠吸收的碳達(dá)到平衡，大氣中的二氧化碳不再增加。 

 

第一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，首先我們要理解碳中和的過(guò)程，需要知道大氣中到底有多少碳，因此必須要認(rèn)識(shí)氣候變暖背景下大氣、陸地和海洋之間碳的變化，還要知道它們之間的碳循環(huán)過(guò)程。這一點(diǎn)現(xiàn)在并不是很清楚，可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)第一個(gè)與大氣科學(xué)直接相關(guān)的問(wèn)題。

 

第二個(gè)科學(xué)問(wèn)題，就是建立數(shù)值模型，即建立海陸氣耦合的大氣溫室氣體的數(shù)值模擬和數(shù)值預(yù)測(cè)模型系統(tǒng)。由于觀(guān)測(cè)站點(diǎn)有限，僅靠觀(guān)測(cè)是無(wú)法知道碳在大氣、海洋和陸地的精確分布、碳循環(huán)過(guò)程及其時(shí)間變化，因此需要建立數(shù)值模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海-陸-氣過(guò)程與溫室氣體排放源、吸收匯、區(qū)域和全球溫室氣體變化、以及區(qū)域之間傳輸?shù)臏?zhǔn)確測(cè)算并預(yù)測(cè)未來(lái)變化。

 

第三個(gè)科學(xué)問(wèn)題，我們要建立大氣、陸地、海洋界面的物理、化學(xué)、生物過(guò)程的一體化觀(guān)測(cè)系統(tǒng)，認(rèn)識(shí)各圈層的相互作用，以及物質(zhì)和能量交換過(guò)程。目前我們對(duì)陸氣、海氣界面的觀(guān)測(cè)總體上比較匱乏，特別是在海洋上，并且現(xiàn)在使用的算法也需要去改進(jìn)，這是我們?cè)诖髿饪茖W(xué)方面需要解決的第三個(gè)問(wèn)題。

 

第四個(gè)科學(xué)問(wèn)題，是建立社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型，認(rèn)識(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然系統(tǒng)之間的相互作用，并在一體化動(dòng)力學(xué)模型中實(shí)現(xiàn)雙向耦合。我們說(shuō)的碳中和問(wèn)題不僅僅是自然系統(tǒng)問(wèn)題，跟人類(lèi)活動(dòng)有密切關(guān)聯(lián)。實(shí)際上到目前為止都沒(méi)有一個(gè)完善的模型，包括中國(guó)在內(nèi)的世界許多國(guó)家都在做這方面的研究。

 

我們還需要準(zhǔn)確預(yù)估未來(lái)的氣候變化。

 

在考慮大氣中溫室氣體變化造成的增溫效應(yīng)時(shí)，我們需要考慮自然系統(tǒng)的多年代際變化，但這類(lèi)多年代際變化在我們目前的預(yù)估里并沒(méi)有很好的體現(xiàn)，這是準(zhǔn)確預(yù)估溫室氣體增加造成的未來(lái)氣候變化需要考慮的問(wèn)題，也是大氣科學(xué)中與碳中和有關(guān)的一個(gè)基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題。