IPCC AR6报告解读：气候系统对二氧化碳移除响应

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO₂排放,这需要在很大程度上依赖CO₂移除措施。AR6对CO₂移除的主要评估结论如下：CO₂移除有潜力从大气中去除CO₂（高信度);如果CO₂移除量超过CO₂排放量,将实现净负CO₂排放,降低大气CO₂浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO₂移除方法从大气中去除的CO₂会部分被海洋和陆地释放的CO₂抵消（非常高信度);如果净负CO₂排放可以实现并且持续,CO₂引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO₂移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO₂移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。     

空气污染与气候变化

近50年来,全球气候变化主要由大气温室气体浓度的日益增加引起,而空气污染主要由悬浮于空气中的大气气溶胶粒子造成,它们都主要由矿物燃料的燃烧排放形成.近年的研究表明,大气气溶胶粒子也具有气候效应:一是通过散射和吸收太阳光,减少到达地面的太阳辐射而具有降冷作用,可抵消一部分由温室气体造成的变暖作用;二是可以作为云中凝结核改变云微物理过程和降水性质,改变大气的水循环.大气气溶胶对于经济社会的许多方面,如农业、水资源、人体健康、城市化等也表现出重要的影响.由于空气污染和气候变化在很大程度上有共同的原因,即主要都是由矿物燃料燃烧的排放造成,因而减轻和控制空气污染与减少温室气体排放保护气候在行动上应是一致的.为了从经济上得到最大的节约和获得双赢的效果,应该采取协同应对空气污染和气候变化的减排战略,即应该采取统一的而不是分离的科学研究和应对战略.     

人类活动对20世纪中国西北地区气候变化影响检测和21世纪预测

使用各国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第一工作组(WG1)2001年科学评估报告中给出的7个全球气候系统模式(CCC、CCSR、CSIRO、DKRZ、GFDL、HADL、NCAR),对20世纪中国西北地区气候变化作检测表明,从观测计算得到的近百年中国西北地区气候变暖0.75℃和近50年气候变暖0.88℃,很可能与人类活动造成大气中温室气体浓度增加以及硫化物气溶胶增加有联系.所有模式的控制试验没有表现出明显的增暖趋势,但是,根据20世纪的排放,所有模式模拟出温室气体增加或温室气体与硫化物气溶胶增加,造成西北地区变暖平均为0.34～1.57℃/100 a和0.90～1.86℃/50 a.所有模式对21世纪中国西北地区气候变化的计算表明,21世纪由于人类活动排放温室气体增加,以及温室气体和硫化物气溶胶增加,西北地区气温将可能平均升高2.79～4.50℃/100a.对21世纪未来降水变化的分析表明,由于温室气体增加,以及由于温室气体和硫化物气溶胶增加,未来西北地区降水将可能增加48～60 mm/100a.由于全球气候模式在模拟区域尺度气候变化上存在较大的不确定性,以及人类活动排放的多样性,因此,对未来的预测展望存在不确定性.     

基于各国NDC/INDC目标的全球减排不确定性研究

基于各国提交的165份国家自主贡献文件,以其中提出的减排目标为基准,尽可能充分地考虑了减排目标的范围不确定性、不同经济情景带来的碳强度减排目标不确定性、减排气体种类边界差异、碳排放达峰约束等因素,并通过蒙特卡洛模拟的方法对全球、各区域和主要经济体的温室气体排放总量、不确定度及其来源进行了定量分析。结果表明,到2030年全球温室气体排放总量将达到62.69 Gt CO₂当量,其90%信度的置信区间为53.17~74.26 Gt CO₂当量;由于未来经济总量预期不确定对排放量的影响最显著,因此,不同地区之间不确定性来源差异较大。同时,基于到2050年排放总量比2010年下降40%~70%的2℃目标排放情景,2030—2050年全球温室气体排放年均需要下降5.0% %。为了尽可能减小全球温室气体排放预期目标的不确定性和继续实现2℃目标,各国在进行自主贡献文件更新时进一步提出统计边界更为明确和统一且更有雄心的减排目标将是第一次全球盘点继续解决的重点问题。     

基于生命周期的北京风味餐厅食物消费温室气体排放与减排案例分析

减少粮食浪费不仅关乎粮食安全,而且对于温室气体减排与生态环境保护也至关重要。本文基于生命周期理论,构建了餐厅食物消费模型;然后通过对北京某风味餐厅的现场调研,量化评估了餐厅每人次产生的平均温室气体排放量,并对餐厅剩余食物产生的原因以及通过减少餐厅食物剩余带来的温室气体减排潜力进行了系统分析。研究结果表明,一个中等规模的北京风味餐厅的总温室气体排放量可达每年225.28 t CO₂当量（CO₂e),即2.50 kg CO₂e/人次;人均每餐食物剩余为97.2 g。朋友聚餐以及其他公共环境中消费的食物剩余量均明显高于普通日常就餐,点菜过多和口味与想象不符是产生剩余的重要原因;而学历、年龄较低的消费者更容易产生食物浪费。核算结果表明,在不产生食物浪费的情况下,可减少10.55%来自于餐厅食物消费的温室气体排放,平均约为0.26 kg CO₂e/人次。通过与食物消费相关的温室气体减排分析,以及制定可行的政策,不仅可以减少温室气体排放,而且可以推进可持续消费发展。     

气候系统对CO2强迫和太阳辐射强迫在不同时间尺度的响应

使用HadCM3L气候模式,针对突然增加的4倍CO₂浓度和增加4%的太阳辐射强迫进行一系列理想化模拟试验,分析并比较了CO₂强迫和太阳辐射强迫对气候系统的影响机制和异同。模拟结果表明,突然增加的4倍CO₂浓度和增加4%的太阳辐射造成的长期全球表面平均温度变化基本相同,但二者造成降水的变化差异很大。气候系统对CO₂和太阳辐射的响应可以分为快响应和慢响应两个部分,而降水的差异主要体现在大约1个月时间尺度内的快响应阶段,在这一时间段,陆地区域CO₂的气孔效应减少了植被的蒸腾作用,导致降水受到抑制;海洋区域CO₂的辐射效应会首先导致大气长波吸收增强,而海洋的比热较大,所以海表温度变化落后于低层大气,低层大气的垂直稳定度增加,海表向上蒸发受到抑制。此外,比较不同时间尺度上CO₂对气候系统的影响,可以发现在1个月的短时间尺度上,对陆地而言,CO₂的气孔效应对气候系统的影响占主导地位,但在数年以上更长的时间尺度上,CO₂的辐射效应是导致地气系统温度升高的主要原因。     

CMIP6二氧化碳移除模式比较计划（CDRMIP）概况与评述

地球工程是指通过人工方法在大规模尺度上干预气候系统,使地球气候降温的一种手段。CO₂移除是地球工程的主要途径之一。文中概述了CO₂移除地球工程的科学背景、各种CO₂移除方法的利弊、大尺度应用CO₂移除方法可能产生的气候效应和风险,以及CO₂移除方案在未来气候情景研究中的现状。在第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）框架下开展的CO₂移除模式比较计划（CDRMIP),为深入研究CO₂移除地球工程减缓气候变化的效能和气候系统对其的响应提供了统一试验方案和平台。CDRMIP的开展,对地球工程和气候变化研究具有重要的促进作用。     

海洋的变化及其对生态系统和人类社会的影响、风险及应对

IPCC《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》评估了全球和区域海洋的气候变化及其对生态系统和人类社会的影响、风险及应对措施。结果表明,近几十年来,海洋的物理和化学性质发生了明显变化,如升温、酸化、脱氧和营养盐减少等气候致灾因子（事件）的危害（险）性不断加剧（高信度）。这种变化正在影响从上层到底层的海洋生态系统和人类社会的可持续发展,如海洋初级生产力的下降、物种地理分布的变迁、渔业资源潜在渔获量的下降以及食品供应的减少（高信度）。在气候变化与非气候人为干扰因素的综合影响下,随着温室气体排放的增加（从RCP2.6到RCP8.5情景）,到21世纪末,几乎所有类型的海洋和海岸带生态系统将处于高或很高的风险水平（高信度);其中,暖水珊瑚礁生态系统尤其严重,如果全球升温1.5℃和2℃,将分别消失70%~90%和99%以上（很高信度）。然而,当前多种减缓气候变化的海洋应对措施的作用较小,有的可能带来生态危险,而许多降低气候风险的海洋适应措施的作用也很有限,特别是在RCP8.5情景下的作用更小;未来海洋生态系统的风险水平在RCP2.6情景下均低于RCP8.5情景（很高信度)。因此,这凸显了减缓气候变化尤其是减缓和适应气候变化综合治理的重要性。     

一个地球系统模式模拟的气候变化对海洋碳循环的影响

使用维多利亚大学的地球系统模式进行模拟,选取1800-2500年间较高的CO₂浓度情景（RCP8.5）,分析由于CO₂增加引起的气候变化对海洋碳循环的影响。当气候敏感度为3.0 K时,相对于无气候变化,到2100年,由于大气CO₂增加造成的气候变化导致海表面温度升高2.7 K,北大西洋深水流量减少4.5 Sv,海洋对人为碳的年吸收减少0.8 Pg C;比较人为溶解无机碳在海洋中的垂直累积分布,发现气候变化对海洋吸收大气CO₂的影响在北大西洋区域最明显。1800-2500年,相对于不考虑气候变化的情景,模式模拟的气候变化导致整个海洋对人为碳的累积吸收总量减少23.1%,其中北大西洋减少32.0%。此外,比较不同气候敏感度（0～4.5 K,间隔为0.5 K）的模拟结果发现,气候敏感度越高,气候变化对海洋吸收CO₂能力的抑制作用越明显。     

近30年人类活动对东亚地区气候变化影响的检测与评估

利用近30年 (1961~1990年) 观测的温度 (包括平均、最高、最低)、降水、日较差、水汽的季和年平均资料, 对IPCC提供的5个全球海气耦合模式 (ECHAM4, HADCM2, GFDL, CGCM1, CSIRO) 在同样时段只考虑CO₂等温室气体的影响和既有CO₂等温室气体又有气溶胶的影响两种情形对东亚地区气候变化进行了检测。分析表明, 考虑温室气体与硫化物气溶胶作用, 冬季最低温度模拟效果较只考虑温室气体与观测更接近。结果还表明, 在两种情形下, 这些模式对东亚和中国地区的气候都有一定的模拟能力, 但同时各个模式的模拟场也都有各自的系统误差; 气溶胶的作用使东亚地区气温下降; 从相关系数计算表明, 模拟最好的变量是温度, 其次是水汽和降水, 最差的是日较差; 在空间的分布上, 各变量冬季的模拟效果最好; 考虑总体情况, ECHAM4与HADCM2两个模式对东亚和中国地区的气候模拟效果在5个模式中是最好的。     

海洋环流的长期变化和预估

IPCC第六次评估报告(AR6)于2021年8月在IPCC第一工作组第14次联合大会上得到审议通过,并得到了IPCC第54届全会接受和批准.文中主要对该报告第九章"海洋、冰冻圈和海平面"中与海洋环流的相关评估内容进行解读.与以前的IPCC报告相比,AR6进一步确认人类活动对海洋环流的影响,并基于最新的数值模式给出对未来...     

IPCC AR6报告关于气候变化适应措施的解读

适应举措对降低人类和生态系统的气候变化风险有着积极的影响。IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告全面评估了适应的可行性和有效性,深入评估了适应局限性和不良适应。报告认为,个人、地方、区域和国家各级的适应行动都在增加,但是在做决策时需考虑不良适应的风险。报告从经济、技术、制度、社会、环境和地球物理这6个维度,对23个适应措施的可行性进行了评估;这些适应措施分布在陆地、海洋与生态系统,城乡与基础设施系统,能源系统以及跨部门等四大系统,其中,基于森林的适应、具有恢复力的电力系统、能源可靠性等适应措施具有高信度的高可行性。适应措施的可行性和有效性会随着气候变暖的增加而降低,需要采用多种措施来降低未来气候变化风险。     

对IPCC AR6报告中有关农业系统结论的解读

与IPCC第五次评估报告相比,第六次评估报告（AR6）有关农业的评估对象由作物生产系统延伸到粮食供应链系统,气候变化对作物生产不利影响的证据在加强。气候变化改变了作物适宜种植区,使中高纬度及温带地区作物种植界限向高纬度、高海拔地区推移。人为引起的气候变暖阻碍了作物产量的增长,地表O₃浓度增加使作物产量降低,CH₄排放加剧了这种不利影响。气候变化加剧作物病虫草害,极端气候事件高发加剧了粮食不安全,推升了国际粮食价格。适应措施有助于减缓气候变化不利影响,基于自然的适应方案在增强作物生产系统气候恢复力和保障粮食安全方面具有较高潜力。从保障国家粮食安全和重大战略需求出发,AR6报告对我国农业应对气候变化相关工作的启示如下：需要高度重视气候变化背景下作物种植适宜区转变与种植带北移的重要战略价值,合理规划农业生产布局;加强农业气象灾害和病虫害防治体系和能力建设,保障粮食生产稳定性;关注气候变化对国际作物生产和谷物贸易的影响,统筹国内、国际市场粮食资源,保障粮食安全;推进农业温室气体减排与作物生产高效协同,为实现国家减排目标做出贡献。     

An Overview of BCC Climate System Model Development and Application for Climate Change Studies

This paper reviews recent progress in the development of the Beijing Climate Center Climate System Model(BCC-CSM) and its four component models(atmosphere,land surface,ocean,and sea ice).Two recent versions are described:BCC-CSM1.1 with coarse resolution(approximately 2.8125°×2.8125°) and BCC-CSM1.1(m) with moderate resolution(approximately 1.125°×1.125°).Both versions are fully coupled climate-carbon cycle models that simulate the global terrestrial and oceanic carbon cycles and include dynamic vegetation.Both models well simulate the concentration and temporal evolution of atmospheric CO_2 during the 20th century with anthropogenic CO2 emissions prescribed.Simulations using these two versions of the BCC-CSM model have been contributed to the Coupled Model Intercomparison Project phase five(CMIP5) in support of the Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC) Fifth Assessment Report(AR5).These simulations are available for use by both national and international communities for investigating global climate change and for future climate projections.Simulations of the 20th century climate using BCC-CSMl.l and BCC-CSMl.l(m) are presented and validated,with particular focus on the spatial pattern and seasonal evolution of precipitation and surface air temperature on global and continental scales.Simulations of climate during the last millennium and projections of climate change during the next century are also presented and discussed.Both BCC-CSMl.l and BCC-CSMl.l(m) perform well when compared with other CMIP5 models.Preliminary analyses indicate that the higher resolution in BCC-CSM1.1(m) improves the simulation of mean climate relative to BCC-CSMl.l,particularly on regional scales.     

IPCC AR6报告关于气候恢复力发展的解读

文中对IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告关于气候恢复力发展（CRD）相关内容进行解读。CRD的概念最初由IPCC第五次评估报告（AR5）引入,AR6在AR5的基础上进行了更新,正式将CRD定义为实施温室气体减缓和适应措施的过程,以支持所有人的可持续发展。新的定义更加强调了公平性原则,并且在评估内容中对不同社会选择进行了细致的描述,增强了CRD的可操作性,也强调了其紧迫性与不可逆性。报告主要从适应的角度阐述了如何在人类系统和自然系统中促成CRD的实现：城市化趋势为CRD同时带来了机遇与挑战,城市化在加剧气候变化风险的同时也会通过带动周边乡村地区的适应行动来推动CRD;保护生态系统多样性有助于保护生态系统也有助于提高其自身的恢复力,但在较高温升水平下部分适应行动将会无法实施。AR6 WGII报告评估显示,比起AR5报告的时间节点（2014年）的评估结论,当前全球CRD行动更紧迫,实行有效的、公平的应对气候变化措施迫在眉睫。     

IPCC AR6报告解读：人类活动对气候系统的影响

2021年8月9日,IPCC发布了第六次评估报告(AR6)第一工作组报告,报告第三章“人类活动对气候系统的影响”定量评估了人类活动对气候系统的影响程度以及气候模式对观测到的平均气候、气候变化和气候变率的模拟性能。报告基于气候系统的多个圈层变量的综合评估明确指出,毋庸置疑的是,自工业化以来人为影响已经使大气、海洋和陆地升温;支撑本次评估的国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）气候模式模拟的大多数大尺度气候指标的近期平均气候,相比前一次评估报告（AR5）中的CMIP5模式结果有所改进。报告在更广泛的领域和区域提供了更多证据表明气候系统中的人类活动影响,但受制于观测、模式与过程认知的不足,在大气、海洋、冰冻圈、生物圈及气候变率模态的多个指标变化中人为影响的贡献方面仍然存在不确定性甚至缺少研究。     

北京气候中心气候系统模式研发进展——在气候变化研究中的应用

较全面地介绍了北京气候中心气候系统模式(BCC_CSM)研发所取得的一些进展及其在气候变化研究中的应用,重点介绍了全球近280 km较低分辨率的全球海-陆-气-冰-生物多圈层耦合的气候系统模式BCC_CSM1.1和110 km中等大气分辨率的BCC_CSM1.1(m),以及大气、陆面、海洋、海冰各分量模式的发展。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)气候系统模式均包含了全球碳循环和动态植被过程。当给定全球人类活动导致的碳源排放后,就可以模拟和预估人类活动对气候变化的影响。BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)已应用于IPCC AR5模式比较,为中外开展气候变化机理分析和未来气候变化预估提供了大量的试验数据。还介绍了BCC_CSM1.1和BCC_CSM1.1(m)参与国际耦合模式比较计划(CMIP5)的大量试验分析评估结果,BCC_CSM能够较好地模拟20世纪气温和降水等气候平均态和季节变化特征,以及近1000年的历史气候变化,所预估的未来100年气候变化与国际上其他模式的CMIP5试验预估结果相当。初步的分析表明,分辨率相对高的BCC_CSM1.1(m)在区域气候平均态的模拟上优于分辨率较低的BCC_CSM1.1。     

IPCC AR6报告解读：短寿命气候强迫因子的气候及环境效应

影响气候变化的大气成分,依据其在大气中存留的时间,分为长寿命的温室气体和短寿命的气候强迫因子（SLCFs)。考虑到SLCFs在气候变化和大气环境中的重要作用,IPCC第六次评估报告（AR6）首次有了专门针对SLCFs的章节（第六章)。本文解读IPCC报告关于SLCFs的主要结论,特别强调AR5以来的最新结论,包括：SLCFs的定义、SLCFs排放和大气含量的变化特征及其对辐射强迫和全球气候的影响、不同共享社会经济路径（SSP）情景下SLCFs对未来气候变化和空气质量可能的影响,以及COVID-19疫情期间减排对气候变化的影响。文末也讨论了结论的不确定性以及结论对我国的启示。     

IPCC AR6报告解读：气候变化与人类健康

IPCC近期发布了第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告《气候变化：影响、适应和脆弱性》,其中第7章“健康、福祉和不断变化的社区结构”评估了气候变化对人类健康和福祉的当前影响以及未来风险,提出了应对气候变化的解决方案和适应策略。报告明确指出,气候变化对气候敏感传染病和慢性非传染性疾病,以及精神心理健康等的威胁正在增加,并表现出复合暴露和连锁事件的风险,且预计未来风险还会随着全球变暖而进一步加剧。实施积极和有效的气候变化适应措施并快速采取行动,将会在很大程度上减少和避免气候变化导致的健康风险,但不会完全消除所有风险。报告凸显了气候变化健康影响的严重性和紧迫性,未来需要加大对健康领域适应气候变化的科技创新、规划、行动和资金支持。