共享社会经济路径(SSPs)的应用与展望

共享社会经济路径(Shared Socioeconomic Pathways, SSPs)是新一代气候变化情景的重要组成部分。SSPs从提出至今已有10年的发展,对于推动气候变化预估与影响研究、支撑气候政策决策的作用逐渐凸显。文中基于179篇主题检索文献分析了SSPs发展和应用的进展,以及在当前气候变化研究中的应用特点。研究发现,次国家和部门层面的SSPs故事线拓展开始兴起,水资源、土地和健康是影响评估领域的关注焦点,方法学上强调模型间耦合与多模型比较。当前SSPs在中国的发展与应用集中于基本要素的预估及气候影响评估,路径对各省间及城乡间社会经济发展差异的刻画有待加强。基于情景发展和应用的现状,最后从加强与气候建模团队的合作、支持影响与脆弱性研究、拓展全球情景、加强模型间比较、提高决策支持力5个方面讨论了SSPs的未来研究展望。     

IPCC共享社会经济路径下中国和分省人口变化预估

基于2010年第六次中国人口普查数据,采用IPCC发布的可持续发展(SSP1)、中度发展(SSP2)、局部或不一致发展(SSP3)、不均衡发展(SSP4)、常规发展(SSP5)这5种共享社会经济路径,率定人口-发展-环境分析(PDE)模型中的人口生育率、死亡率、迁移率、教育水平等参数,对2011-2100年中国和31个省(区/市)人口变化进行预估。结果表明：1) 不同SSP路径下,中国人口均呈先增加后减少的趋势,在高气候变化挑战的SSP3路径下人口最多,于2035年达到峰值,约14.27亿;在以适应挑战为主的SSP4路径下,人口出现最小值7.02亿。2) SSP1、SSP4和SSP5路径下人均寿命长,人口老龄化严重,其中SSP1和SSP5路径下人均教育水平高,到2100年教育水平在大学以上人口约占总人口的60%;SSP2路径下各年龄段分布比较均衡;SSP3路径下新生人口数量较多,劳动力充足,但教育水平较低。3) 到2100年,SPP3路径下广西人口呈现最大值1.13亿,在其他路径下广东人口最多,达1.29亿。     

共享社舍经济路径(SSPs)下2020—2050年中国分产业产值时空变化

根据IPCC共享社会经济路径（SSPs）全球框架,基于中国国内生产总值历史资料、人口普查数据及历年各省统计年鉴,对柯布-道格拉斯（Cobb-Douglas）经济预估模型的劳动参与率、资本产出弹性、全要素生产率等参数进行本地化,预估分析2020—2050年中国（除港、澳、台外）31个省（区、市）第一、第二和第三产业产值变化。结果表明：(1)不同SSPs路径下,中国各省分产业产值的变化趋势有显著差异。第一、第二产业产值变化趋势相同,但第二产业产值远高于第一产业。第一、第二产业在SSP1、SSP2和SSP5路径下持续增加,在SSP3和SSP4路径下呈现先增后减的趋势。第三产业产值在5种路径下均呈持续上升趋势。(2)三产产值增速总体呈下降趋势,产业间增速及物质需求的变化导致第一、第二产业对国内生产总值的贡献逐渐减少,第三产业比重增加,产业结构逐渐优化。(3)不同的社会经济发展政策对中国分省分产业产值影响显著。2020—2050年,三产产值基本呈现东高西低的空间特点。与2010年相比,2050年三产产值均在东部经济区增加最多,第一、第二产业产值在东北经济区增加最少,而第三产业在西部经济区最少。2050年,中国各省第一产业产值对经济贡献普遍低于8%,第二产业在25%~30%,第三产业普遍高于60%。东部经济区第三产业产值对经济总量的贡献始终高于西部,产业结构更为合理。     

共享社会经济路径下中国及分省经济变化预测

基于中国历次人口和经济普查及逐年统计年鉴,率定柯布道格拉斯（Cobb-Douglas）经济预测模型的参数,依据共享社会经济路径（SSPs）框架情景,构建2020—2100年中国31个省（区、市）经济变化格点（0.5°×0.5°）数据库。未来中国经济呈现如下特点：(1)沿可持续路径（SSP1）和不均衡路径（SSP4),GDP将呈现先增后降趋势,峰值出现在2070—2080年;沿中间路径（SSP2）和化石燃料为主的发展路径（SSP5),GDP则呈现持续增长趋势;区域竞争路径（SSP3）下,2050年以后GDP增长处于停滞状态。(2)无论采用何种路径,2020年前GDP仍旧保持6.0%左右的增速,随后增速均低于5.0%并出现放缓或停滞,甚至负增长态势。(3)社会经济发展政策对中国分省经济增长产生直接影响。2020年代SSP1~SSP5路径下江苏、广东和山东省GDP总量位列前三;2090年代,SSP1和SSP5路径下广东、山东和江苏省GDP总量依旧位列前三;SSP2路径下,浙江位列第二;SSP3路径下,河南跻身前三;SSP4路径下,排名前三省份为广东、江苏和浙江省。(4) 2020年代SSP1、SSP2和SSP5路径下,山东、浙江等省GDP增速超过6.0%,SSP3和SSP4路径下仅广东和浙江省GDP增速可维持5.0%左右,个别省还出现负增长;2090年代各省GDP增速均降至不足1.0%。     

共享社会经济路径下中国城市热岛时空演变及预测研究

人类活动已被认为是造成城市热岛效应的关键因素。然而市域尺度下人为因素对热岛效应强度的影响尚不明确。基于多源地理数据计算了2012—2018年中国市域尺度的日间地表城市热岛效应强度（SUHI）,分析了市域尺度SUHI的时空演变规律和驱动机制,并构建驱动因子与SUHI的关系模型;结合IPCC提出的共享社会经济路径（SSPs）来预测不同情景下的人类活动强度,并模拟2020—2100年的SUHI。结果表明：2012—2018年市域尺度上,年均SUHI空间分布呈现出南方整体高于北方,东南沿海最强、西北地区最弱的特征,且具有明显的正向空间自相关性,2012—2018年间SUHI有略微的增强（均值增幅达0.08℃）。SUHI受人为因素与自然因素共同影响,其中GDP及城乡植被差异（ΔNDVI）对SUHI影响显著。2020—2100年5种SSPs情景下中国大部分城市的SUHI显著增强,其中SSP5情景下SUHI变化最剧烈（均值增幅达0.67℃）。此外,大体量城市未来的SUHI在不同发展情景下差异明显。从驱动因素来看,大多数城市的GDP是SUHI增长的主要人为驱动因素。对典型城市的对比分析发现,在21世纪...     

共享社会经济路径下中国各省城市化水平预测

城市化水平预测与减缓及适应气候变化研究息息相关。基于国家统计局2005—2015年全国各省区城镇和乡村人口,以各省区2015年人均地区生产总值为指标进行分组,结合IPCC 5种共享社会经济路径（SSPs）的发展特征设置模型参数,运用Logistic模型预测了我国各省区2016—2050年城市化水平。结果表明,到2050年,各省区（除天津、北京、上海、西藏外）在5种典型SSPs下城市化水平收敛于75%左右。其中,SSP1、SSP3、SSP4、SSP5路径下,各省城市化水平比较趋同。而在SSP2路径下,全国总体上从东部到西部城市化程度逐渐降低,空间分布具有明显梯次递减性。5种SSPs路径下城市化速度方面,基本上呈现出中西部快而东部慢、西南快而东北慢的空间分布格局。同时,高收入省份不同路径下的城市化水平差别小,而中低收入省份的差别较大。     

基于共享社会经济路径的中国经济发展趋势及其影响要素分析

基于最新的经济和人口普查及逐年统计年鉴,采用柯布?道格拉斯(Cobb-Douglas)经济预测模型,分析了共享社会经济路径(SSPs)框架下中国“全面二孩”政策后2010—2100年经济发展趋势,并解析了劳动投入量、资本投入量和全要素生产率对经济发展的贡献率。研究发现：(1)不同的社会经济发展政策下,21世纪中国经济均呈增加趋势,GDP增速在2030年前基本维持在6%上下,但2030—2060年代迅速下降,2070年代起SSP1和SSP4路径下增幅低于0.5%,SSP2、SSP3和SSP5路径下增幅保持在0.5%~1.5%。(2)影响经济发展的三要素中,劳动投入量在SSP3路径下先减后增,于2060年代达到谷值;在其他路径下均先增后减,于2020年代达到峰值。资本投入量在SSP1路径下持续增加,2080年代起趋于平缓;其他路径下均呈持续增加趋势,但在SSP4路径下,在2060和2070年代有所下降。全要素生产率在所有路径下均呈增加趋势。(3)改革开放以来,资本投入量是影响我国经济增长最主要的因素。未来,SSP1和SSP2路径下,全要素生产率逐渐成为经济发展的主导因素;而SSP5路径下,资本投入量仍是影响经济发展的主要因素。     

基于NorESM1-M模式的中国东北地区2050s玉米气候生产潜力预估

利用NorESM1-M模式资料驱动AEZ模型模拟了21世纪中叶东北地区春玉米在雨养条件下的气候生产潜力。结果表明：在RCP2.6情景下,东北区域热量资源较1981-2010年有所改善,年平均气温增加1.72℃,≥ 10℃积温增加359.6℃;降水整体呈现略增加趋势且南部多于北部,全区平均增多56.9 mm,蒸散量增加10.0 mm;具有最大气候生产潜力的区域在辽宁省东部;与基准年相比,辽宁单产平均每公顷增加1100 kg。在RCP8.5情景下,东北区域热量资源进一步改善,黑龙江、辽宁和吉林三省≥ 10℃积温分别增加652.7℃、636.3℃和683.9℃,降水总量较RCP2.6情景增加但空间分布差异较大,全区维持增产趋势,辽宁、吉林和黑龙江增产百分比分别为3.3%、8.1%和20.0%。     

2015—2050年中国分省城乡人口变化及其影响因素研究

社会经济发展道路的选择影响城乡发展模式,带来城市和农村人口新的分布格局.本文基于IPCC共享社会经济路径（SSPs）框架,采用第六次中国人口普查数据,综合考虑中国人口政策和迁移规律,对人口-发展-环境分析模型（PDE）中的生育率、死亡率和迁移率参数进行本地化处理,开展5种SSPs路径下的中国及分省（区、市）城乡人口预估研究,并分析其变化的主要影响因素.结果表明：1）5种SSPs路径下中国城市人口均有所增加,2015-2050年增长3.4（2.2~3.7）亿人;农村人口持续降低,减少约3.0（1.1~4.0）亿人;到2050年中国城市化率将达到79%（67%~86%）.2）未来中国大部分省份城市人口都将较2015年有所增加,西部省份的增长速度高于东部省份;所有省份农村人口都将明显减少,东部地区农村人口减少幅度高于西部地区.相比2015年,2050年西藏、新疆等地城市人口最多可增加两倍以上;大部分省（区、市）农村人口可减少60%以上.3）未来大部分路径下自然变动对城市和农村人口均由正的影响逐渐变为负影响;机械变动对城市人口影响为正,对农村人口影响为负,影响程度逐渐减小.人口自然变动在东西部省份的差异是导致东西部城乡人口不同变化的主要因素.     

气候变化情景下中国乡村振兴核心区人口预估及在干旱灾害影响评估中的应用

根据IPCC提出的共享社会经济路径(SSPs),本文以中国14个乡村振兴核心区为研究区,结合中国当前人口特征设定不同SSPs路径下本地化人口预估参数,采用人口—发展—环境(PDE)模型,预估2020～2040年人口变化特征.结合SSPs-RCPs情景下多模式的干旱评估结果,探讨未来乡村振兴核心区干旱暴露人口较基准期(1...     

BCC-CSM2-MR模式对北极海冰和气候的模拟及预估

基于第六次耦合模式比较计划(CMIP6),使用新一代全球模式BCC-CSM2-MR的历史试验和未来共享社会经济路径(SSPs)数据,依据Hadley中心的海表面温度和海冰密集度数据及NCEP/NCAR I再分析资料,评估了BCC-CSM2-MR模式对北极海冰及北极气候的模拟能力,并对未来变化进行了预估.结果表明:BCC...     

气候模拟数据的订正与应用——以北京为例

为了消除气候模拟数据中气候平均值和气候变率的漂移,发展了一种新的数据订正方案。应用该方案对IPCC提供的B2情景下北京未来100 a气候预估值进行了订正试验,证实了方案的可用性。在此基础上分析了北京未来气候变化特征,结果表明：21世纪北京气温将继续上升,升温速率约为0.31℃/10 a,最低、最高气温的非对称变化仍将持续;未来北京年降水量呈微弱下降趋势,下降速率约为1.03 mm/10 a。     

西北气候暖湿化的农业经济影响评估：以宁夏为例

以宁夏农业经济为研究对象,综合气候学与经济学交叉学科理论,在阐述气候变化影响农业经济基本理论的基础上,基于微观计量经济学方法定量评估了1991—2020年历史气候变化和极端天气气候事件对宁夏农业经济产值的差异化影响,进而预估了SSP3-RCP8.5和SSP2-RCP6.0情景下2041—2070年和2071—2100年气候暖湿化的潜在影响。结果表明,平均气温和降水均非线性影响农业经济产值,极端天气气候事件显著抑制农业经济增长,极端高温与重旱未能形成“热旱”复合型灾害影响;SSP2-RCP6.0发展路径可以大幅减缓SSP3-RCP8.5路径下未来升温的潜在负面影响。评估结果揭示了西北气候暖湿化对农业经济的复杂影响,有助于为区域最佳适应气候变化提供科学依据。     

西藏南部河谷气候变化趋势及预测——以江孜站为例

利用西藏江孜气象站1957-2006年气温、降水等资料,分析了近50年来西藏南部(下称藏南)河谷地区的气候变化,并对未来气候变化的可能趋势做了预测。分析表明:藏南河谷的气温在过去50年间呈明显的上升趋势,升温速率较全球平均升温速率偏高,主要表现为日最低气温的上升,降水呈波动下降变化;在21世纪的前期,藏南河谷气温上升、降水增加,但气温变化较降水更为明显,故湿润度呈波动减小。2030年代起由于温度升高、降水减少,呈现出趋于暖干化趋势,将预测结果与2007-2008年的实际观测资料相比较,预测结果与实际值接近。因此,预测结果基本可信。     

基于CGE模型的碳税政策模拟——以广东省为例

科学设置碳税政策是控制二氧化碳排放量和推动能源结构优化的重要基础,文中以广东省为例,利用2012年的广东省投入产出表、广东统计年鉴、广东财政年鉴、中国统计年鉴等数据构建社会核算矩阵,通过构建静态的可计算一般均衡模型（CGE),进行区域的碳税政策模拟,分析不同程度的碳税税率对化石能源消费量及各宏观经济变量的影响。结果表明：征收碳税对减排效果有明显的正向作用,当碳税水平为60元/t时,广东省减排效果为3.90%;在碳税定价上,60元/t较为合适;减排贡献率最高的化石能源为煤炭,其次为石油,最低为天然气;碳税冲击下能源消费量下降,最明显的为煤炭,其次是火电;碳税冲击也能显著减少各部门对煤炭的消费量;碳税政策对广东省GDP和社会福利有负向作用,但对总体碳排放强度有正向作用。未来广东省应严格控制煤炭消费量,同时对火电部门进行低碳改造。     

基于EMD 和集合预报技术的气候预测方法

气候系统是典型的非平稳性系统,然而对于气候观测数据的处理通常是在时间序列平稳的假定下完成的,比如气温和降水的多步预报,这通常会导致预报准确度较低。为改进该缺陷,首先将非平稳数据序列分解成平稳的、多尺度特征的本征模态函数分量(IMF),再使用数值集合预报与逐步回归分析相结合的方式对每一个IMF 分量构建不同的预报模型,最后线性拟合成预报结果。通过Visual Studio 2008 开发平台使用上述方法建立了一个短期气候预报系统,采用广西区88 个气象站1957—2005 年的2 月距平气温数据进行实际验证。结果表明,相对于普通预测和单一预测方法,加入了EMD 和集合预报技术的方法在仅用历史资料进行多步预测的情况下,对于气候的变化趋势以及突发性气候具有更好的预报能力。      

气候模拟日降水量的统计误差订正分析——以上海为例

对区域气候模式系统PRECIS在SRES A1B情景下模拟的上海日降水输出按季节进行了统计误差订正。该方法首先对降水日数进行比率订正,以消除模式产生的微小值降水。然后利用Γ分布拟合日降水量的累计概率分布,采用整体和分段拟合两种方法构建传递函数TF（Transfer Function）进行订正。选取1962年12月—1992年11月作为控制时段,构建TF并将其应用于验证时段（1992年12月—2002年11月）。该订正方案消除了模式产生的微小值降水,解决了模拟的小降水值偏多的问题,频率误差保持在1%以下,分段拟合订正相比整体拟合订正具有更强的对极端降水的订正能力;对冬、春季的订正效果比夏、秋季更显著。该方案不仅有效消除了平均值的漂移,而且显著订正了变率,同时提高了极端降水事件的再现能力,是一种相对完善的订正方案。      

基于GIS的乡村旅游气候舒适度评估与区划 ——以重庆市长寿区为例

该文通过计算温湿指数、风效指数,参照人体生理舒适指标分级标准和综合舒适度模型,获得综合舒适度指数,综合评估长寿乡村旅游气候舒适度。研究发现：①全区乡村旅游气候舒适度的空间差异主要来自地于“三山夹两槽”的地形差异。长寿地区除了夏季乡村旅游气候舒适度为不舒适外,其余大部分时候全区气候舒适度较高。②全区各地乡村旅游气候舒适期为4~6个月,不舒适期为2~3个月,可见全年舒适期长,不舒适期短,具有较强的乡村旅游气候资源优势。③乡村旅游气候舒适期较长的区域主要分布在长寿城区及以南和长寿中部地区。     

气候场重建方法的比较——以欧洲为例

<正>1两种气候场重建方法的历史回顾温度变幅对更好地了解过去温度的演变和变化至关重要。基于古气候资料重建过去温度的变化能够深刻阐释气候的强迫作用。现有的多数重建研究均把欧洲到全球尺度的20世纪变暖置于宽泛的历史长河     

对流层与下平流层大气重力波的气候及差异特征研究——以太原为例

大气重力波对全球大气的动力、热力结构具有重要影响,研究重力波参数气候特征是研制全球大气模式中重力波参数化的一个重要环节,通过引入重力波的影响,有利于提高大气模式的预报能力。本文利用2014-2017年太原地区(112.55°E,37.78°N)高垂直分辨率探空资料,对其对流层(2～9 km)、下平流层(17～24 km)大气重力波参数的气候特征及其之间差异特征进行研究。结果表明:(1)在1-12月,相对于对流层,下平流层的平均重力波水平波长、周期、固有相速、能量上传百分比均偏大,垂直波长均偏小,但群速在2月、5-9月偏大,其他月份偏小;(2)对流层与下平流层之间的重力波参数偏差、绝对差较大,相关性弱;(3)对流层、下平流层的重力波参数及其之间的偏差,在不同区间范围内的占有率分布特征存在明显差异;通过研究太原地区上空对流层、下平流层大气重力波参数的气候及其之间差异特征,进一步补充了中国区域的大气重力波参数气候特征,有利于研制更适合中国区域数值预报模式的重力波参数化方案。