气候临界点及应对——碳中和

基于政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告及近年的研究文献,文章试图从气候变化的影响和风险的角度出发,诠释气候变暖可能正在触发的全球多个气候临界点,解读国际社会采取碳达峰和碳中和政策措施的由来,讨论不同系统或区域开展适应性研究的重要性与迫切性。主要结论:(1)近百年来,特别是1970年代以来,全球持续快速升温变暖,而中国陆地和海洋的升温速率又高于全球平均,产生了广泛的影响和风险。(2) 2019年,造成全球变暖的主要温室气体CO2浓度已达到410.5 mg/L,为工业化前(1750年)的148%,也是至少200万年以来的最高值。(3)全球的持续升温使得气候变化的风险不成比例地增加,许多系统正在逼近其发生严重突变和不可逆转变化的临界点,并且,某些气候临界点的发生将比预计得更为提前。(4)气候变暖的加剧可能正在触发全球的九个气候临界点,包括暖水珊瑚礁的大规模白化和死亡、格陵兰和南极冰盖的加速融化、大西洋经向翻转环流的减弱等,并有引发多米诺骨牌效应的风险。(5)为应对气候变暖的影响和风险,有必要将本世纪全球升温限制在工业化前水平(1850—1900年平均)之上2℃(最好为1.5℃)以内,相对于2010年,全球净人为CO2排放量到2030年需减少约25%(45%),并在2070年(2050年)左右实现碳中和。(6)以暖水珊瑚礁为例,讨论并分析了中国受损珊瑚礁将可能由于较高的中国海洋升温速率而率先触发临界点,亟需修复并加强受损珊瑚礁等系统或区域气候恢复力(resilience)的建设,以提高其适应气候变化的能力。此外,最近中国受损珊瑚礁原位有性繁殖修复实验取得了突破性进展,这为重构受损珊瑚礁的恢复力提供了积极的前景。     

地球在过去20年剧烈升温两千年来今年最热

英国《卫报》消息 ,对气候史的综合研究显示 ,目前地球正经历 2 0 0 0年来最热的气候。该发现证实了环境学家的忧虑 ,沉重打击了所谓全球变暖不过是气候自然变更环节的论调。研究负责人之一琼斯教授指出 :“除了人类的工业活动 ,上个世纪末开始的气候急剧变暖不能归咎于其他任何原因。罪魁祸首就是地球大气层中温室气体的不断增加。”联合国关于气候变化的政府论坛 (IPCC)对气温历史数据进行了分析 ,发现从 2 0世纪末开始 ,地球气候进入了千年来的最热时期。有反对者认为地球在 10 0 0年前可能更热。当时的高温导致维京人迁徙到格陵兰岛 ,…     

对全球变暖认识的七个问题的确定与不确定性

全球变暖是国际社会广泛关注的问题。由于以人类目前的认识水平,尚无法完全了解气候变化的内在规律,因此目前对气候变暖认识的确定性与不确定性并存。本文旨在归纳总结目前对全球变暖的认识哪些是确定的,哪些是不确定的,并提出相关建议。气候系统涵盖很多方面,本文重点关注与人类活动造成的气候变暖相关的七个问题。①对全球变暖的认识:近百年全球气候确实在变暖,但为什么又出现了停滞?②对大气中温室气体浓度上升的认识:工业革命以来大气温室气体浓度快速升高是确定的,但未来如何变化有不确定性;③对温室气体排放与气温升高的关系(气候敏感度)的认识:在现代大气CO2浓度加倍会导致全球平均增温约3.0℃,但是在更长时间尺度上气候敏感度是不确定的;④对于气候模式的认识:它能够很好地模拟出近百年的气候变暖趋势,且证明人类活动可能是现代气候变暖的主要原因,但模式不能充分描述地球系统的变化,只能表征地球系统的部分特征;⑤对于气候预估的认识:根据排放情景预估本世纪气候继续变暖,但还将变暖多少不确定;⑥对于2℃阈值的认识:它是人类控制升温的一个设想,作为应对气候变化的约束性目标,但是升温幅度何时达到2℃不确定;⑦对于地球系统临界点的认识:地球系统已有一些危险的信号,但何时达到临界点不确定。在适应和减缓全球变暖、调整产业结构等应对行动中,应全面、综合考虑气候变化认识的确定性与不确定性,应对确定性的变化,规避不确定性的风险。     

联合国一报告认为气候变化是21世纪的严重威胁

联合国发表的一项专门报告说 ,随着全球气候的继续变暖 ,干旱、洪水、饥馑和瘟疫将成为 2 1世纪人类的严重威胁。这份由联合国关于气候变化的政府间小组撰写的报告预测 ,在 2 1世纪 ,全球“极端的气候现象” ,如热浪和降雨发生的频率将会加快 ,因此 ,水位上涨、洪水、滑坡和雪崩将会增加。该小组今年 1月底在上海发表的另一份报告估计 ,在今后 10 0年里 ,全球的平均气温可能上升 1.4～ 5 .8摄氏度。报告说 ,全球所有地区都会或多或少地遭受气候变暖的不利影响 ,发展中国家所面临的问题将更为严峻。经常遭受水荒的发展中国家将会遇到更多的热…     

土壤与全球环境变化

本文着重论述了“土壤变化”与“全球气候变化”之间的相互作用。土壤圈通过其内部一系列的理化、生化变化及土地利用变化等,产生CO_2、CH_4、N_2O等“温室效应”气体特别是CH_4和N_2O向大气的排放,对“全球气候变化”产生重要的影响,而全球气候变暖又会引起土壤沙漠化、酸化、盐渍化等退化过程的进一步加剧,严重改变人类生存的环境。加强科学宣传,提高全球民众环境意识,加强科学研究与监测,提出相应措施,是适应或改变上述全球变化的重要战略对策。     

气候变化损失与危害的内涵与应对机制

当前全球减缓与适应的努力无法有效应对气候变化的不利影响,巨大的气候变化损失与危害需要直接的解决方案。2012年《联合国气候变化框架公约》(简称《公约》)多哈会议期间,应对气候变化不利影响的损失与危害问题突然升温,成为影响大会能否成功的关键议题之一。本文通过对气候变化损失与危害的定义和内涵的探讨,将损失与危害归纳为人类通过减缓或适应未能避免的气候变化的不利影响,并与影响、脆弱性和风险等相关概念进行辨析,提出较完整的损失与危害的概念模型,认识到应对气候变化损失与危害是对减缓与适应的有效补充。系统阐述国际上基于政治、法律和市场的损失与危害的应对机制,初步展示了损失与危害机制的可能形式,包括:小岛国联盟在《公约》下提出的"应对损失与危害的多窗口机制",主要包括保险、恢复与赔偿、风险管理,由发达国家根据国民生产总值(GNP)和温室气的排放量提供资金支持;慕尼黑保险公司提出的"慕尼黑气候保险计划",主要包括预防和保险,实施慕尼黑气候保险计划预计需要每年投入约100亿美元购买保险服务;遭受气候变化损失与危害的国家通过国际诉讼向气候变化的责任方提出赔偿要求也是一种潜在的应对机制,其原理基础是国际惯例法的重要通行原则——"无害原则",但具体实施受国际法院强制管辖权的有限性和国际诉讼高风险的制约。最后,提出损失与危害可能的学术研究方向,为构建气候变化损失与危害国际与国内应对机制及开展相关研究提供参考。     

对当前全球气候变化问题的思考

全球气候变化问题已经超越了一般环境问题的范畴,而成为国际政治经济外交关系的重要考虑因素。随着《京都议定书》的实施以及气候变化问题谈判进程的加快．对我国未来经济社会发展提出了挑战。文章分析认为．要求主要发展中国家承诺减限排义务的压力与日俱增,而我国开始进入工业化中期．应对气候变化问题的能力还比较薄弱。因此．提出应对全球气候变化问题的一些思考：（1）充分认识全球气候变化问题的重要性和严峻性,准确把握国际谈判进程;（2）加快制定适应和减缓气候变化的国家战略。采取适合我国国情的有力措施积极应对气候变暖;（3）加强气候变化领域的能力建设．提高我国参与全球气候变化活动的能力;（4）充分利用国际合作机制,提高我国应对气候变化的技术水平与经济能力。     

国际气候变化科学和评估对中国应对气候变化的启示

科学研究和评估工作推动了国际应对气候变化进程,并加大了各国行动力度。更多的科学证据表明人类活动是造成全球气候变暖的主要原因;气候变化影响、适应和脆弱性研究范围不断扩展和深化,区域甚至次国家级层面的问题受到高度关注;2℃温控目标的实现已然成为共识,政策协调与集成及相关政策在不同领域的协同作用成为研究的热点。未来中国应对气候变化需要在四个方面进一步开展研究和采取行动:1加强不同学科和领域的研究工作,围绕与实现温升控制1.5℃、土地利用、海洋以及城市相关问题开展专题研究。2加强国内绿色低碳转型和国际谈判的战略研究。3构建气候服务体系,以灾害风险管理为抓手,提升气候变化适应水平。4通过构建能源互联网实现能源变革,加快推进国内能源革命和经济发展的低碳转型。     

中国气候变化的科学新认知

了解和认识百年来中国气候发生的变化、引起其变化的驱动因素以及未来的可能变化,可以更好地适应和减缓气候变化。本文综合评估了观测到的中国气候变化事实、中国气候变化的驱动力、中国未来气候变化预估三大方面,分析了气候变暖的趋势、水循环以及降水和冰川变化、极端天气气候事件变化、生物化学循环、海洋和土地覆盖变化及其气候效应以及未来气候变化的特点和趋势等最新科学进展。在中国百年温度趋势、气候系统多气候指标变化特征、极端天气气候事件中的人类活动作用以及气候系统模拟能力等方面的研究有了新的进展。可以看到中国气候变暖趋势持续、大气二氧化碳等长寿命温室气体浓度继续增长、人为强迫影响了多种气候要素在强度和频率的变化,中国陆地生态系统的固碳量增加。本文最后提出未来中国气候变化研究需要进一步加强的问题,包括:中国气候变化中的城市化效应、气候系统内部变率在年代际变化中的作用、气溶胶-云-降雨相互作用的机理、大范围土地利用变化(如大规模生态恢复工程)的气候效应,以及云辐射反馈、海洋环流对气候变化的响应与反馈、气候-碳循环反馈等过程对气候模拟不确定的影响等。     

联合国确定2003年--国际淡水年

水是生命的源泉 ,水是粮食的安全之源。为此 ,联合国2 0 0 2年 12月 12日宣布启动“国际淡水年”计划 ,并根据塔吉克斯坦总统拉赫莫诺夫的提议 ,决定将 2 0 0 3年定为“国际淡水年”。确立“国际淡水年”旨在提高各国政府及民众对淡水资源的重要性以及淡水短缺问题的严重性的认识 ;促进各国在淡水管理与消费领域寻求新的思路 ,制定新的战略与开发新的技术 ;提高各国民众参与保护淡水资源的积极性。淡水资源短缺给人类生存带来危害。目前全球有 10亿人未能用上洁净的水 ,2 4亿人缺乏充足的用水卫生设施 ,每年有5 0 0多万人死于同水有关的疾病…     

中国CO_2地质封存与可持续发展

在全球气候变暖的自然趋势下,推行CO2地质封存项目对减缓气候变暖进程和我国实施可持续发展战略具有重要意义。本文概述了CO2在地质储层-盖层系统中的两种捕获机制:一是通过地层构造压力、地下水动力、流体密度差、盖层岩石毛细管压力及矿物(煤层)吸附等共同作用的物理捕获机制,另一种是通过水岩化学反应进行固碳的化学捕获机制。归纳了有利于长期安全封存CO2的地质条件和水文特征,结合文献资料指出我国CO2有效地质封存总容量可供中国CO2地质埋存使用1 000年以上。并从科学技术能力、人才储备、经济成本及效益预算、管理和运营体制等方面进行论证,认为我国实施CO2地质封存项目是切实可行的。结合我国不合理的能源消费结构及全球气候变暖、环境恶化可能产生的后果,阐述了CO2地质封存对我国实现节能减排、低碳经济等可持续发展战略的深远意义。建议我国尽快组织开展CO2地质封存相关科学理论、封存技术及基本框架和配套政策、法规研究,为我国应对全球气候变化提供足够的技术和人才储备。     

不同季节划分尺度下巢湖流域气候变化趋势分析

根据现代气候学、候平均气温及气象学上的季节划分等3种不同的季节划分方法,利用国家气候中心发布的1961～2010年气象台站观测资料插值格点化数据集（CN051）,选取巢湖流域内及其周边的26个格点气温、降水量资料,运用年代际变化、距平、回归分析以及Mann Kendall 方法,分析比较巢湖流域近50 a三类季节的气温、降水量变化趋势和特征。结果表明：3种方法划分出不同季节,分析温度和降水的变化趋势时,它们各自的结果有所差异,甚至差别相当明显,运用气象学季节划分方法就成功地推翻了全球变暖的说法。所以在全球变暖的大背景下,分析季节的气候变化应考虑每年实际气温,从多尺度进行分析,才能得到准确而又科学的结果     

大盈江流域降雨径流变化趋势及原因分析

采用滑动平均法、累积距平法和Mann—Kendall检验法对大盈江流域1956年以来逐月长系列降雨、径流资料进行分析研究。结果显示：大盈江流域降雨与径流变化过程关系密切，但两者变化趋势因受气候与人类活动干扰表现出一定的差异；近45年来，降雨呈增多趋势（通过了α=0．05的M-K检验），其中9月份降雨量增多趋势非常明显（通过了α=0．01的M-K检验）；与降雨量的显著增多不同，年径流量的增加趋势不显著，其中2月份径流量显著减少，9月份径流量显著增多（均通过了α0．05的N-K检验），且年内分配不均匀程度增大。流域降雨的增加可能是由于全球气候变暖，导致南亚季风增强引起的。影响年径流量的因素较复杂，气候变化和地下径流量等自然因素是主要原因，但人类活动影响的作用正在增加。旱季人类活动对径流量影响较大。     

科技合作引领气候治理的新形势与战略探索

《巴黎协定》的达成预示着全球正在积极向低碳转型。依靠技术创新与合作应对气候变化业已成为国际共识。欧盟近年来在气候变化领域的领导力式微,美国特朗普政府直接宣布退出《巴黎协定》,全球气候治理一度失去领导力和方向感。中国是全球气候治理进程的积极维护者,引导气候变化多边进程,并以实际行动切实履行应对气候变化的承诺。近年来,中国已经从低碳技术输入国和受援国,逐步转变为技术输入和输出并举。在"后巴黎"时期的全球气候治理中,中国应当做好战略性谋划和布局,以应对气候变化领域国际科技合作为切入点,以"践行人类命运共同体利益,开展科技合作应对气候变化,主动引领全球气候治理新方向"为指导思想,以实现中国生态文明建设目标和应对气候变化软实力和科技竞争力提升为内在动力,全面、积极、主动引领全球气候治理走向依靠国际科技合作应对气候变化新方向。     

三峡库区21世纪气候变化的情景预估分析

利用政府间气候变化委员会第四次评估报告提供的新一代气候系统模式的模拟结果（IPCC AR4），通过多模式集合方法预估分析了3种排放情景(高排放SRES A2、中等排放SRES A1B和低排放SRES B1)下三峡库区21世纪气候的可能变化。结果表明，挑选模拟性能较好的模式进行的多模式集合对库区气温和降水的变化具有较好的模拟能力，21世纪库区气候总体有显著变暖、变湿的趋势，年平均气温变暖趋势为2.1~4.2℃/100 a，年降水增加趋势为6.1%~9.7%/100 a。就季节变化而言，冬季的变暖幅度最大，降水增加幅度最大。库区年平均气温在21世纪将持续呈上升趋势，而年降水在21世纪前期有减少趋势，在中期和后期逐渐增多。在A2、A1B和B1排放情景，21世纪后期气温分别比常年偏暖3.7、3.3和2.2℃，年降水分别比常年偏多4.4%、5.5%和3.5%。     

全球沙漠面积正在逐渐扩大

联合国在《生态系统和人类幸福：沙漠化》报告中指出，气候变暖导致占全球41％的干旱地区土地不断退化，全球沙漠面积正在逐渐扩大，众多人口将面临生计问题。由于气候变化因素和人类活动，干旱土地的退化已经不可避免，这是世界面临的最大的环境挑战之一。干旱地区包括了从干性半湿润到极干旱之间所有的土地形态。干性半湿润土地的典型代表是地中海东部的农田，而撒哈拉沙漠就属于极干旱土地。研究结果表明，全球43％的耕地在干旱地带，世界上一半的贫困人口生活在干旱地区，这些地区的婴儿死亡率是发展中国家其他地区的2倍。目前养活着21亿人口的干旱地区中有10％到20％的土地已无法耕种。     

中国应对气候变化的战略进程与角色转型:从防范“黑天鹅”灾害到迎战“灰犀牛”风险

全球气候治理对于气候风险的认识一直在不断发展。国际气候谈判启动伊始,主导力量呼吁各国根据"共同但有区别的责任"原则积极进行温室气体减排,致力于防止出现难以预料但影响巨大的"黑天鹅"式的气候灾害。而当前各国减排力度与全球温控目标仍存在明显的差距,人类社会极有可能面临的大概率、影响大的"灰犀牛"式的气候风险。中国曾多次面临极端气候事件,但在新中国成立之后陆续建设的各类基础设施,提升了全社会应对自然灾害和气候灾害的能力及水平。从国际社会输入国内的对全球性气候变化的认知,强化了中国对灾变性气候"黑天鹅"事件的防范意识。随着中国工业化和城市化进程的推进,气候变化可能导致的自然灾害成为严重威胁中国可持续发展的"灰犀牛"风险。在这种认识转变的背景下,中国应对气候变化的战略进程,经历了灾害防范、科学参与、权益维护、发展协同和贡献引领5个阶段。中国气候战略转型的主要原因在于化石能源燃烧所排放的二氧化碳总量的快速攀升、经济发展水平和能力的增强,以及中国生态环境面临的严峻压力。面对全球性的气候变化问题,中国不仅从自身情况出发去积极应对,也在为全球安全做出贡献。当前,国内深化推进生态文明建设,对气候变化的态度已经转为主动积极去迎战具有"灰犀牛"属性的气候变化风险。中国应对气候变化的国家战略,已经转变为强化国内行动完善中国特色的"中国方案",在国际主动引领国际气候进程,迎战威胁人类未来的气候风险。     

流域气候变化和人类活动对长江径流量影响的辨识(1956～2011)

利用1956~2011年的流域气温、降水量、径流量及有关文献所载蒸发量、水库修建、用水量、水土保持等资料,探讨气候变化和人类活动对长江径流量的影响。结果表明:(1)流域气温明显上升,且上升速率大于全球平均上升速率;(2)流域平均降水量下降了约1%,年降水量与年均气温之间无显著相关性;(3)年径流量随降水量频繁振荡,最大和最小值之比达1.9;(4)太阳净辐射量和风速下降导致流域自然蒸发作用减弱,而水库修建、耗水增多和水土保持等人类活动则使蒸发作用加强。两方面的影响相互削弱;入海年径流量下降1%;(5)流域内分区间存在差异,北域(岷江、嘉陵江和汉江)人类活动的影响居主导地位,径流量下降约15%;中域(金沙江以下干流两翼"未测区")则以气候变化的影响占优,径流量上升约9%;西域(金沙江流域)径流量减少4%;南域(乌江、洞庭湖和鄱阳湖流域)径流量上升2%。推断今后几十年气候要素仍将主导径流量的年际波动,而南水北调、新建水库、耗水增多和水土保持加强将可能使径流量再下降约10%。     

构建人类命运共同体、应对气候变化与生态文明建设

全球气候变化给人类社会文明带来严峻挑战,需要人类社会采取共同措施和行动积极应对。应对全球气候变化是当今世界最能体现人类共同命运的领域,深度参与并积极推动全球气候治理体系改革和建设是中国推动构建人类命运共同体的重要实践,也是生态文明理论和实践的重要方面。应对气候变化是我国生态文明建设的重要内容和内在要求;以共同价值理念构建人类命运共同体,凝聚各国力量携手合作应对全球气候变化,是全球生态文明建设和构建人类命运共同体的具体实践,也为应对全球气候变化提供了良好载体和国际平台。文章通过分析可知,应对气候变化、生态文明建设与构建人类命运共同体三者之间,呈现出相互促进、和谐共生的"三位一体"特征;人与自然共生的生命共同体是前提条件,人类的任何实践活动都要以自然生态系统为基础和前提;人类命运共同体在整合各国力量方面,为生态文明建设提供了社会基础;生态文明包容各国文明,凝聚价值共识,成为生命共同体和人类命运共同体的价值导向。中国倡导人类命运共同体理念,是全球生态文明和人类命运共同体的积极倡导者、推动者和践行者,既为应对全球气候变化提供了价值基础,也提供了强有力的实践支撑;应对气候变化是全球生态文明建设和人类命运共同体构建的生动实践。因此,加强生态文明建设和构建人类命运共同体,为全球应对气候变化提供了理论基础和国际平台,也将为全球可持续发展贡献中国智慧和中国案例。     

应对气候变化措施对贸易竞争力影响的研究

人类活动产生的温室气体排放不断增长,导致全球气候变暖,负面影响日益显现。应对气候变化,已经成为世界广泛的共识。全球气候变化与全球化相交织,带来了贸易领域一场革命。政府为应对气候变化可以采取哪些措施,这些措施是否会影响该国的贸易竞争力成为各国面临的重大问题。OECD国家是全球应对气候变化,发展低碳经济较为积极,较早行动,也较有成效的国家,因此研究他们应对气候变化的措施及对贸易竞争力的影响,对于我国有着重要的借鉴作用。本文在分析OECD国家应对气候变化措施的基础上,对经典的贸易引力模型进行了扩展,对OECD国家1991-2008年的出口面板数据进行回归,分析应对措施中较为典型的碳税和能源效率标准对贸易竞争力的影响。结果显示,碳税和能源效率标准对于贸易流都有反作用,因此影响了贸易竞争力。但是碳税的影响程度没有理论预期那么强烈,是因为如果存在着政府的资助或者免除的情况下,反作用可能被抵消,贸易甚至有可能会增加。文章最后对我国的碳税问题进行了讨论。