海洋和冰冻圈变化有关的极端事件、突变及其影响与风险

《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）于2019年9月在IPCC第一工作组和第二工作组第二次联合大会上得到审议通过,并得到了IPCC第51届全会接受和批准。文中主要对该报告中海洋和冰冻圈变化有关的极端事件、突变及其影响与风险的有关评估内容进行了综合分析。SROCC评估得到的最新结果显示：气候变化背景下冰冻圈变化引起的山体滑坡、雪崩和冰川洪水事件频发。海洋有关的海洋热浪频发,极端El Niño事件加强,大西洋经向翻转环流减弱。同时,沿海地区极端海平面上升,极端海浪增高,极端热带气旋影响增加。这些变化,比如海洋热浪等,是可以归因于人为增暖的。预估结果表明,海洋和冰冻圈变化引起的极端事件未来会进一步加剧。而这些变化已经影响了高山、极地以及沿海地区人群的生产和生活,以及海洋和冰冻圈的生态系统服务功能。应对这一系列变化,需要更加精准的预测和预警,包括对极端事件和突变的季节预测和年际、年代际预测,以便做好充足的准备来降低极端事件风险。同时,加强应对极端事件的科普教育和提供因地制宜的灾害重建措施等也是风险管理的重要环节。     

全球山地冰冻圈变化、影响与适应

冰冻圈是高山地区不可或缺的重要组成部分,居住着全球约10%的人口。近几十年来,冰冻圈变化对山区和周围地区的自然和人类系统产生了广泛而深远的影响,对海洋也发挥着重要作用。IPCC最新发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）指出,过去几十年全球高山区气温显著升高,使山地冰冻圈发生了大范围显著退缩。观测到的山地（特别是低海拔山区）积雪期缩短、雪深和积雪覆盖范围减小;冰川物质持续亏损,其中全球最大的冰川负物质平衡出现在南安第斯山、高加索山和欧洲中部,亚洲高山区冰川负物质平衡最小;多年冻土温度升高、厚度减薄,地下冰储量减少;河、湖冰持续时间缩短。随着气候持续变暖,山地冰冻圈在21世纪仍将呈继续退缩状态。到21世纪末,低海拔山区积雪深度和积雪期将减少,冰川物质损失继续增加,多年冻土持续退化。冰冻圈变化已经或将改变山地灾害发生频率和强度,并对水资源、生态系统和经济社会系统产生重要影响。应对山地冰冻圈变化应从管理和优化利用冰冻圈资源、加强冰冻圈变化灾害风险的有效治理、增强国际合作及公约制定等适应策略着手开展,增强适应能力,从而有益于推动山地生态系统和经济社会系统可持续发展。     

气候变化科学方面的几个最新认知

IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告主要从以下几个方面的进展提升了我们对气候系统变化、气候变化原因以及预估未来气候系统变化等方面的认知,对过去气候变化及其与人类活动的关系有了更加清晰、可靠的认识。综合多重证据评估指出,全球气候正经历着前所未有的变化;包括极端事件在内的归因进展已把人类活动对气候系统影响的认识从大气圈扩展到水圈、冰冻圈和生物圈,进一步强化了人类活动影响全球和区域气候的认识;有关区域气候变化信息的内容更加丰富,与各行业和敏感地区的气候变化影响联系更加紧密,使这些信息能更好地为气候变化风险评估和气候变化区域适应提供支持;气候模式和约束预估方法的发展以及对气候敏感度认识的深化,减少了未来不同排放情景下全球地表温度（Global Surface Temperature,GST)、海平面上升和海洋热含量的变化预估的不确定性。这份最新报告对我国提升气候变化研究水平和防灾减灾应对能力具有十分重要的指导意义。     

极地系统变化及其影响与适应新认识

地球北极和南极部分地区正在经历着以变暖和冰冻圈退缩为主要特征的显著变化,不仅深刻影响着当地生态环境和社会经济,而且具有半球乃至全球效应。IPCC在2019年9月发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》（SROCC）第三章对极地系统变化及其影响与适应做了系统评估,主要呈现了IPCC第五次评估报告（AR5）之后极地冰冻圈、海洋、生态和社会系统相互作用的最新科学认知,探讨了降低脆弱性和风险、增强适应性和恢复力的路径。文中对SROCC第三章进行扼要解读,主要内容包括：(1)极地海洋、海冰、积雪/冻土/淡水冰、冰盖与冰川等极地系统要素过去和未来变化及其影响以及极地与中低纬度天气气候之间的关联;(2)人类响应极地系统变化的策略和不足以及应对未来变化的不确定性;(3)当前加强极地恢复力建设的主要行动及其实施进展。     

人类活动对气候系统的影响——解读IPCC第六次评估报告第一工作组报告第三章

2021年8月,政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告第一工作组报告发布。该报告清楚表明,近百年来气候系统正在发生广泛而迅速的变化,人类活动已使得大气、海洋和陆地变暖。本文通过对报告第三章的摘译,介绍了报告中关于人类活动对气候系统影响的主要结论,包括人类活动对大气和地表、冰冻圈、海洋、生物圈以及气候变率的影响。基于最新的观测资料、新一代气候模式结果以及不同的检测归因方法,通过评估近年来该领域的最新文献表明,以温室气体为主的人类活动可以在气候系统多变量变化中被检测出来。     

IPCC《全球1.5℃增暖特别报告》冰冻圈变化及其影响解读

在气候系统五大圈层中,冰冻圈对气候变化高度敏感,近几十年来气候变暖已引起全球冰川、冻土、积雪和海冰等冰冻圈要素加速退缩,进而对区域水资源、生态环境、社会经济发展和人类福祉产生了深远影响。2018年10月,IPCC在韩国仁川公布了《全球1.5℃增暖特别报告》（SR1.5）。报告较系统地呈现了关于全球1.5℃温升目标的基本科学认知,并探讨了可持续发展及消除贫困目标下加强全球响应的路径。在冰冻圈相关内容方面,报告呈现了有关全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈（主要是海冰和多年冻土）变化及其对大气圈、水圈、生物圈、岩石圈和人类圈影响的一些亮点结论,还关注了全球1.5℃和2℃温升下冰冻圈相关的气候变化热点（区）和地球系统临界因素。报告指出,随着温度不断升高,冰冻圈及其相关要素和热点（区）面临的风险将不断增加,但将全球温升控制在1.5℃而不是2℃或更高时的风险将大大降低。     

IPCC气候变化自然科学认知的发展

过去20年来,随着观测手段的改善、气候模式的进步以及分析方法的提升,人类对气候变化事实、原因和未来趋势的认识水平不断深化,进一步确认全球气候系统变暖是毋庸置疑的,人类活动是20世纪中叶以来气候变暖的主要原因,未来气候系统仍将继续变暖。IPCC评估报告极大地促进了气候变化自然科学的进展,并为适应和减缓气候变化奠定了坚实的科学基础。     

未来气候变化科学研究的主要方向和挑战

2014年9月,IPCC联合世界气候研究计划（WCRP）,在瑞士伯尔尼大学召开了一次特别的研讨会,总结过去几年气候变化科学研究中所取得的经验教训。此次会议针对IPCC最新评估报告中的关键不确定性,梳理并总结了未来气候变化研究的主要科学方向和面临的主要挑战,讨论了如何与WCRP计划结合并解决这些问题,以期在未来更好地应对这些挑战。在此次会议上,与会专家提出,未来气候变化科学研究的重大挑战应包括如下8个主题。云、环流与气候敏感度;理解和预测极端天气气候事件;冰冻圈变化;区域气候信息;区域海平面上升及其对沿海地区的影响;水资源可利用量;生物地球化学、气溶胶和大气化学;理解年代际变化：归因与预测。这些主题涵盖了WCRP计划的六大挑战和其他被认为具有挑战性的主题。本文将在此次会议报告的基础上,对相关内容进行介绍,以供当前的气候变化工作参考。     

海平面加速上升对低海拔岛屿、沿海地区及社会的影响和风险

IPCC《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》评估了气候变化对全球、区域海平面变化和极端海面（极值水位）升高的贡献,以及海平面上升对低海拔（小鱼10 m）岛屿、沿海地区和社会的影响及相关的风险。评估表明,全球变暖背景下,全球平均海平面上升的证据是确凿的,且明显加速（高信度),极端海面高度升高,主要是由陆地冰川和冰盖融化以及海洋热膨胀引起,且前者的贡献已大于后者（很高信度);与此同时,海洋变暖速率倍增,强热带气旋、风暴潮增多,极值水位重现期缩短;至21世纪末,全球海平面还将上升约0.43 m（温室气体低排放情景,RCP2.6）和0.84 m（高排放情景,RCP8.5）（中等信度）,很多沿海地区当前较少发生的百年一遇的极值水位将变为一年一遇或更频繁,而对于许多沿海低洼地而言,类似事件甚至在21世纪中叶就可能发生（高信度)。评估还表明,持续上升的海平面、趋于频发的极值水位,以及人为地面沉降等因素,增加了沿海社会-生态系统的暴露度和脆弱性;并且,与海平面上升有关的危害（险）性事件,如海岸侵蚀、洪灾、盐碱化和生境退化等将显著增加（高信度)。报告指出,如未采取充分的适应海平面上升的措施,在RCP8.5情景下,沿海大城市、城市环礁群岛、热带农业三角洲地区和北极沿岸社区将处于高或很高的灾害风险中（高信度)。     

IPCC SREX报告中来自专门机构的引文分析

IPCC于2012年发布了《管理极端事件和灾害风险推进气候变化适应特别报告》（简称SREX,图1）。该报告通过IPCC第五次评估报告第一、二工作组的通力合作,第一次将气候科学和社会经济科学相结合,综合评估了气候变化背景下极端灾害的情况及灾害风险管理和适应措施的进展,为各国科学应对气候变化、有效降低灾害风险提供了重要的参考信息。     

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。     

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报告解读：未来的全球气候——基于情景的预估和近期信息

依据IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组报告第四章的内容,对未来全球气候的预估结果进行解读。报告对21世纪全球表面气温、降水、大尺度环流和变率模态、冰冻圈和海洋圈的可能变化进行了系统评估,并对2100年以后的气候变化做了合理估计。评估指出全球平均表面气温将在未来20年内达到或超过1.5℃,平均降水也将增加,但随季节和区域而异,同时变率将增大。大尺度环流和变率模态受内部变率影响较大。到21世纪末,北冰洋可能出现无冰期;全球海洋会继续酸化,平均海平面将持续上升,百年内上升幅度依赖不同排放情景,都在2100年后继续升高。在最新的评估中采用多种约束方法,减小了预估不确定性的范围。AR6对于低排放情景以及“小概率高增暖情节”的关注为应对气候变化提供了更多、更完整的信息。综合报告的评估结果指出,未来需要进一步减小区域,特别是季风区气候预估的不确定性,并从科学研究和模式发展两方面加强我国气候预估能力的建设。     

冰冻圈影响区恢复力研究和实践:进展与展望

气候变化引起全球冰冻圈各要素普遍退缩,进而深刻影响着区域生态安全和社会经济发展。恢复力(resilience)以降低脆弱性为目标,维持和培育社会-生态系统应对外界胁迫和干扰的能力,为应对冰冻圈变化引起的负面影响、实现区域可持续发展提供了重要的理论和实践框架。文中辨识了全球变暖背景下冰冻圈过程和功能变化对主要社会-生态系统的影响,综述了当前冰冻圈影响区恢复力相关的主要研究和实践进展,探讨了加强冰冻圈影响区社会-生态系统恢复力的路径。我们认为未来要进一步加强区域和全球冰冻圈变化及其影响综合评估,深入研究冰冻圈影响区社会-生态系统变化的驱动机制、级联效应和稳态转换;在实践上将减缓、适应和转型有机结合,建立管控区域社会-生态系统演化的综合监测、评估、预警和决策系统,从而促进系统朝着更具恢复力和可持续的路径发展。