采用恒定的现代外部强迫驱动第一版NUIST地球系统模式,进行了40年全球热带气旋活动模拟,分析了热带气旋活动的气候特征,并与1977—2016年观测资料对比分析。结果表明：该模式能够模拟出与热带气旋类似的结构特征,在热带气旋活动活跃的海区,模拟热带气旋生成的空间分布和影响范围与观测基本一致,但是各个海区热带气旋的生成频数与观测还存在差异。除了北印度洋海区,各个海区热带气旋生成频数的季节变化与观测相似。模式在西北太平洋海区模拟结果最好,能模拟出热带气旋的生成范围和盛行路径;在北印度洋地区模拟结果较差,北印度洋海区的相对涡度模拟与观测存在较大差异,这是模式未能模拟出北印度洋热带气旋双峰特征的主要原因。
基于1970—2016年Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和ECHAM4模式,研究了各海盆海表温度异常（SSTA）对1998和2016年这两个超级厄尔尼诺衰减年8月西北太平洋热带气旋（TC）生成及大尺度环流变化的可能影响。结果表明,热带印度洋和大西洋在1998与2016年几乎相反的SSTA型态是导致TC生成频数显著差异的主要原因之一,而热带和北太平洋SSTA在1998与2016年均分别在珠江三角洲和日本以南形成气旋性环流。1998年8月热带印度洋和大西洋SSTA产生的西北太平洋反气旋环流响应强于太平洋SSTA产生的气旋性环流异常,使西北太平洋受异常反气旋控制,减少TC的生成。2016年在三个大洋SSTA共同作用下,西北太平洋受异常气旋控制导致TC生成频数偏多。太平洋经向SSTA模在北半球副热带强迫出东西反向的跷跷板形势,在西北太平洋对流层产生的响应与实际变化相反,因此太平洋经向模对西北太平洋TC生成没有正的贡献。
利用国际耦合模式比较计划第5阶段（CMIP5）中的21个气候模式的RCP4.5和RCP8.5情景预估结果,分析了全球变暖1.5℃和2℃阈值时青藏高原气温年和季节的变化特征。结果表明,对应1.5℃和2℃全球变暖,青藏高原变暖幅度明显更大,就整体而言,在RCP4.5/RCP8.5情景下,高原区域平均的平均、最高、最低气温变暖分别为2.11℃/2.10℃和2.96℃/2.85℃、2.02℃/2.02℃和2.89℃/2.77℃、2.34℃/2.34℃和3.20℃/3.14℃,冬季平均气温的变暖幅度（2.19℃/2.31℃和3.13℃/3.05℃）较其他季节更大;从空间分布形势上看,年变暖呈西南高东北低的分布,而春、冬变暖呈南高北低的分布,夏、秋变暖则呈西高东低的分布。到达同一温升阈值时,RCP4.5与RCP8.5情景下高原气温的响应也存在区域差异。高原年与各季平均气温对全球变暖1.5℃与2℃的响应差异均>0.5℃,其中冬季最明显,区域平均差异可达0.94℃,局地差异超过1.1℃。
基于RCP4.5情景下6.25 km高分辨率统计降尺度数据,使用国际上通用的极端气候事件指数,分析雄安新区及整个京津冀地区未来极端气候事件的可能变化。首先对当代模拟结果进行评估,结果表明,集合平均模拟可以较好地再现大部分极端气候事件指数的分布,且对与气温有关的极端气候事件指数模拟效果较好。但也存在一定偏差,特别是对连续干旱日数(CDD)的模拟效果相对较差。集合平均的预估结果表明,未来在全球变暖背景下,雄安新区及整个京津冀地区均表现为极端暖事件增多,极端冷事件减少,连续干旱日数减少,极端强降水事件增多。具体来看,到21世纪末期,日最高气温最高值(TXx)和日最低气温最低值(TNn)在整个区域上都是增加的,大部分地区增加值分别超过2.4℃和3.2℃;夏季日数(SU)和热带夜数(TR)也都表现为增加,但两者的变化分布基本相反,其中SU在山区增加幅度较大,平原地区增加幅度较小,而TR在平原地区的增加值较山区更显著,两个指数未来增加值分别为20~40 d和5~40 d;霜冻日数(FD)和冰冻日数(ID)都表现为减少,减少值分别超过10 d和5 d;与降水有关的极端气候事件指数,CDD、降雨日数(R1mm)和中雨日数(R10mm)的变化均以减少为主,但数值较小,一般都在?10%~0之间;最大5 d降水量(RX5day)、降水强度(SDII)和大雨日数(R20mm)主要表现为增加,增加值一般在0~25%之间。从区域平均的变化来看,与气温有关的极端气候事件指数的变化趋势较为显著,与降水有关的极端气候事件指数变化趋势较小。两个区域对比来看,雄安新区模式间的不确定性更大,反映出模式对较小区域模拟的不足。
草地生态系统是一个复杂的社会、经济、生态系统,多年冻土作为高寒草地生态系统结构和功能维系的重要因素,是客观刻画高寒草地生态承载力不容忽视的重要方面。文中采用结构动力学方法,从草地质量、草地干预、草地潜力、草地压力4个维度建立高寒草地生态承载力结构动力学模型,分析青藏高原多年冻土区草地生态承载力的变化以及主要结构要素,量化多年冻土变化对青藏高原高寒草地生态承载力的贡献率,结果表明：(1)多年冻土区草地生态承载力呈增加趋势,尤其是1998年以后上升显著,这主要归因于草地生长季节降水增加、气温升高、净初级生产力增幅驱动以及生态保护工程建设的共同作用。(2)多年冻土活动层厚度变化与草地生态承载力呈负相关,多年冻土活动层厚度对草地生态承载力的贡献率约为10%,即多年冻土活动层厚度每增加1个单位,将导致草地生态承载力下降0.1个单位。由于青藏高原空间差异显著,加之气候变化的不确定性,这一贡献水平只是一个粗略的参照值。
气候变化影响下水利工程的可靠设计和安全运行是广大决策者、研究者和公众共同关注的热点问题。以清江流域为研究对象,首先采用模糊集合分析法对不同温室气体排放情景(A2、A1B和B1)下的逐日降水资料进行汛期分期,再通过广义极值分布(GEV)函数对各分期的极值降水序列进行频率分析。结果表明,降水季节性迁移直接影响汛期分期;3种排放情景下未来各时段(2011—2030年、2046—2065年和2080—2099年)的主汛期较基准期均推迟且有缩短趋势。对于极值降水量级,未来情景下明显小于基准期,且这种差距随着重现期的增大而增大;主汛期明显大于前汛期和后汛期,且在时段之间的差异明显大于排放情景之间的差异。
恢复力（resilience）一词自1973年进入生态学领域以来,在生态环境和自然资源管理以及社会经济可持续发展相关研究和实践中得到了广泛应用。随着人类对全球气候变化及其影响的认识不断加深,气候恢复力也逐渐成为应对气候变化的一个重要理念。本文首先系统阐述了气候恢复力概念的实质及与其密切相关的其他几个重要概念,然后在系统评估恢复力概念及其内涵的历史演变基础上,提出了一个实施气候恢复力建设的通用框架。尽管气候恢复力涉及行动主体的不同方面,而且还关系到不同部门和/或不同层次/尺度的优先选项,但希望此框架仍能对各部门、各尺度/层次的气候恢复力建设提供重要借鉴。最后以极端天气气候灾害管理为例,通过对英国皇家学会发布的《极端天气恢复力》报告进行述评,并对中国应对极端天气气候灾害的管理框架进行分析,进一步探讨了该框架的实用性。
冰冻圈变化的适应研究是冰冻圈科学领域的新兴研究方向,是当今自然科学与社会科学交叉融合跨学科集成研究的典型代表。起步于2007年的中国冰冻圈变化适应研究,经历了早期的探索,研究重点由评价脆弱性发展为量化冰冻圈变化的影响,形成以影响/风险—脆弱性—适应全链条的完善的研究体系,研究方法突破传统的指标体系赋权法的不足,初步实现了定量化,有机结合影响/风险、脆弱性、适应三方面的研究结果,使冰冻圈变化的适应措施由偏重宏观性、普适性开始转向更有针对性。未来中国冰冻圈变化的适应研究应拓展、完善和深化现有的理论体系,构建冰冻圈与社会经济耦合模型,科学量化冰冻圈全要素变化的影响,建立不同利益相关者与科学家共同参与的研究新模式,科学有效应对与适应冰冻圈变化及其影响。
甲烷作为油气生产中的主要气态污染物和增温潜势较强的一类温室气体,其逃逸排放检测与核算是中国油气行业温室气体控制与减排过程中的首要问题。通过比较国内外油气行业逃逸甲烷排放核算方法,以及总结当前国内外油气田现场开展的甲烷排放检测研究,对油气行业企业级温室气体清单编制提出了建议。在甲烷逃逸排放核算方面,由于生产过程、工艺等出现的变化,建议加快建立符合我国油气生产实际情况的排放因子,纳入放空气燃烧的周期变化、绿色完井措施使用、陆上/海上油气生产等内容,鼓励油气生产企业通过设备组件统计、现场实测等方式进行排放因子更新。针对逃逸甲烷现场检测数据不足,影响核算结果对比的现状,在开展油气生产过程现场检测时,建议自下而上与自上而下检测方法相结合,保证检测结果的可验证性、可重复性,并谨慎看待针对部分油气生产区块的检测结果进行大尺度区域甲烷逃逸排放量的推算结果。
为提高评估结果的准确性,基于“作业活动-方式结构?能耗强度?排放因子”方法（ASIF),引入生命周期评价和费效分析理念,建立港口集装箱作业设备改造的节能减排效益评估模型,并以宁波舟山港为例进行实证研究。结果表明,宁波舟山港集装箱作业设备改造年均节能1.911万tce,减排6.175万t CO2,节省成本0.696亿元。忽略能源油井到油箱排放对CO2减排量影响较大,会使结果被低估8.65%或高估40.83%。不考虑设备改造成本对成本节省量影响很大(高估59.63%),但不考虑碳交易成本对其影响较小(低估2.30%)。节能量和CO2减排量受集装箱吞吐量影响较大,其弹性系数≥1;成本节省量受柴油价格变化影响最大,其弹性系数为2.73。研究成果可为合理评估绿色港口促进政策的节能减排效果提供技术支撑。
《巴黎协定》达成之后的实施细则谈判从一开始就面临各种挑战。尽管如此,卡托维兹气候大会基本完成了实施细则的磋商,通过统一规则的制定夯实了基于规则的气候治理框架,为“自下而上”的松散协定注入了更多规则绑定强制性色彩,提升了协定的法律地位。会议也见证了气候世界的分裂,包括主要缔约方立场的退化、谈判集团的分化重组、利益集团的博弈、对科学报告的分歧等,从而使关于力度的磋商没有实质进展。从巴黎到卡托维兹的谈判路程表明治理全球化、治理效率以及国家主权之间暂时存在“不可能三角”。未来的谈判应促进从规则到行动的转变。
