21世纪以来,全球升温速度显著加快,中国受气候变暖的影响显著且复杂。本文基于前人研究成果,对《中国近五百年旱涝分布图集》进行再续补,完成了2001—2024年的全国各站旱涝等级序列和全国旱涝等级空间分布特点分析。在过去的历史序列中,我国西部地区站点分布稀疏,致使东西两区域的站点密度极不均衡,鉴于此本研究增补了西部地区各地级市1961—2024年的旱涝等级序列。对续补序列的应用分析表明,它能准确地反映21世纪以来我国发生的重大旱涝事件,为研究气候变化背景下中国旱涝事件的长期演变规律和周期性特征提供更完整的数据支撑。通过分析研究我国西部地区旱涝等级变化,可明确“西北暖湿化”现象主要发生在以青海和新疆为主的西北地区西部,其结论与当前学界的主流意见一致。通过对比分析南水北调中线工程水网所在区域古今干旱强度的变化,确定了过去555年间(1470—2024年)中线水网区共有27年达到极端干旱的标准,明末崇祯大旱、清末丁戊奇荒、1941—1942年河南大旱均在其列;同时,1961年以来有3年入选极端干旱年,其强度超过1941—1942年河南大旱的平均强度,但不及崇祯大旱和丁戊奇荒发生期间最旱年的等级指数。由此,通过旱涝等级差异对比,实现了跨越时空的对话,从历史的视角去审视现代重大干旱事件的强度。
气候变化引发的极端事件对全球经济社会发展构成严重威胁,发达国家负有历史排放责任但履行“共同但有区别的责任原则”国际义务不力,发展中国家因能力不足面临更严峻的挑战,加剧了国际气候治理的复杂性。全球适应目标(GGA)是2015年《巴黎协定》确立的重要事项,但因目标模糊且缺少适用于评估全球适应进展的工具,谈判长期停滞。文中全面解析了从COP26至COP30,GGA议题谈判焦点问题、各方立场及里程碑成果,特别分析了COP30达成的“贝伦适应指标”体系。该体系围绕水资源、粮食安全等七大领域及气候变化影响、脆弱性与风险评估—规划制定—行动实施—监测评估与反馈等4个环节,通过精简近500项指标至59项核心指标,强调自愿性、非指令性原则,并建立“贝伦-亚的斯适应愿景”,完善“巴库适应路线图”,明确发达国家资金与技术支持的义务。发展中国家在指标制定中坚持“共同但有区别的责任原则”,推动指标反映缔约方义务,聚焦公共政策行为,避免干涉各国行政主权,确保指标聚焦适应核心需求。COP30呼吁各国2026—2027年试用GGA指标,并启动国家反馈机制,同时GGA还设定2035年适应资金翻3倍的目标。文中进一步分析了后续中国适应行动与参与和引领多边气候治理面临的挑战,认为需结合国际国内复杂形势,提升我国参与全球气候治理进程的策略,包括强化国内数据统计体系与国际报告要求接轨,推动国际磋商多边协调机制落实,为全球气候治理贡献中国气候韧性方案。
冰盖临界点问题已成为冰盖-气候系统非线性响应研究的核心领域,蕴含深刻的反馈机制、临界阈值与不可逆性等关键科学议题。在系统梳理冰盖临界点基本内涵的基础上,重点解析正反馈机制如何驱动系统跨越稳定边界,以及负反馈过程在减缓变率、维持相对稳态中的潜在作用。进一步从格陵兰冰盖、西南极冰盖与东南极冰盖三大系统出发,剖析各自的临界演化路径、动态特征及其对扰动的响应差异,突出地形控制、冰-海耦合与局地扰动传播等关键因素的调节作用。结合系统耦合与级联机制的研究进展,指出多临界过程之间可能存在协同触发和级联风险,并梳理当前数值模拟中的主要不确定性来源及其改进思路。在此基础上,提出观测-模拟融合框架的优化路径,强调临界点识别与预警机制在未来冰盖演化和不确定性评估中的关键意义,以此支撑冰盖系统临界行为的理论深化与模拟能力提升,并夯实其在未来气候情景下潜在风险的理论基础。
碳捕集、利用与封存(CCUS)是实现碳中和目标的“兜底技术”。文中分析了中国CCUS发展现状,指出虽在政策支持、示范项目数量与规模方面取得进展,但仍面临技术成本高、商业模式不成熟、产业链布局不完善、政策配套与市场机制不健全等挑战。国际分析显示,全球及各国/地区CCUS部署规模与气候目标所需规模存在巨大鸿沟。发达国家凭借顶层战略、法规标准、财税激励和市场机制等模式,项目商业化发展更为成熟。国际典型项目经验凸显政策驱动、市场创新、产业链管理、技术集成与国际合作的重要性。鉴于此,为推动中国CCUS规模化发展,提出以下建议:推进技术研发,实现降本增效,整合产业链条,健全政策法规,完善市场机制,同时深化国际合作,构建人才队伍。
2022年青藏高原夏季遭遇罕见的极端高温干旱复合事件,但该事件造成的区域植被变化及其机制尚不明确。文中利用2000—2022年的气候资料和遥感植被指数产品,应用主成分分析等方法,旨在揭示该事件对区域植被生长的影响及其驱动机制。研究发现,2022年青藏高原复合极端高温干旱事件整体上抑制了青藏高原的植被生长,当年区域平均生长季归一化植被指数(NDVI)较前一年同期下降28%,受严重抑制(去趋势后的NDVI标准化距平低于-2)的植被生长区域占比约6%,位居研究时段内第三位。植被生长受抑制最严重的区域主要位于青藏高原南部和东北部部分地区。进一步分析发现,2022年青藏高原春季偏暖,利于春季物候提前,加快土壤水分消耗;而当年夏季降水偏少,不足以补充蒸腾失水,造成夏季土壤严重干旱。这继而改变了夏季地表能量平衡,通过陆气反馈加剧地表气温升高,在青藏高原90%以上地区同期日最高气温超过了植物光合作用的最适温度。这种复合的水分和温度胁迫共同抑制了青藏高原植被生长。研究结果为理解气候变化下青藏高原的生态响应提供了重要的科学依据。
气候变化对自然灾害的影响日益加剧,灾害活动出现新特点和新趋势,灾害风险急剧增加,防灾减灾面临新的挑战。文中从气候驱动因子跨圈层致灾特征、灾害活动的海-陆时空联动特性等角度分析了气候驱动下自然灾害的发生机制与活动特征,阐述了气候变化灾害风险出现的新常态与新挑战,探讨了自然灾害风险管理的成效与局限。面对灾害风险的新态势与新挑战,为了加强灾害风险防范的科技支撑能力,提出了5个关键科学问题:气候变化对圈层过程的影响及致灾机制、极端天气驱动的巨灾预测与风险演化、巨灾对社会经济系统影响机制与风险评估、基于人工智能的自适应灾害风险动态防控体系、适应气候变化的韧性社会建设理论。
气候变化增加了极端天气气候事件发生的范围、频率和强度,带来巨大的经济损失。尽管现有归因研究量化了人类活动导致的气候变化对极端事件发生概率的贡献,但气候变化对极端事件经济损失的贡献尚不明确,难以有效支撑适应政策的制定。文中基于极端事件归因研究的最新进展及多区域投入产出模型,全面核算了我国各省极端事件的直接和间接经济损失,对损失进行归因分析,并识别了重点适应部门和地区。研究发现,在中国极端事件造成的直接经济损失中,约有27%(约798亿元)可归因于人类活动导致的气候变化。这部分归因损失经由经济系统传导和放大,进一步造成了约911亿元的间接经济损失。其中,制造业和农业是最主要的承灾部门,未受直接影响的金融房地产、批发零售以及商务服务业也受到较大损失。
全球气候在温室气体强迫作用下呈现长期变暖趋势,且伴随着与大西洋经向翻转环流(AMOC)密切相关的60~70 a的准周期多年代际振荡。AMOC是全球海洋环流的核心部分,影响全球海洋热量和淡水的分布,进而影响全球气候变化。文中回顾了有器测温度、盐度和海表面高度等观测数据以来,基于直接观测阵列和代用观测指标展示的AMOC的结构与变异过程,基于器测观测数据构建的AMOC代用指标显示,AMOC多年代际变异与全球平均表面温度的多年代际变异之间存在约45°~90°的位相差,两者之间的位相关系主要受到中深层海洋的热输送对表层气候系统能量收支平衡的影响以及气候系统外部辐射强迫作用的调制。文中还讨论了研究AMOC变异及其对全球气候变化影响过程面临的挑战:尽管观测数据显示AMOC并没有明显的趋势变化,但稀缺的观测不足以支撑数值模式模拟的AMOC减缓的现象;气候系统的外部辐射强迫作用会影响气候的内部变率,改变AMOC多年代际变异与全球表面平均温度的关系。未来需要进行持续且高质量的观测以增强对AMOC多年代际变异及其气候效应的认识,为气候模式改进和气候变化政策制定提供科学依据。
碳排放权交易市场是实现全球气候治理和推进“双碳”目标实现的核心政策工具。碳市场运行涉及的能源、建筑、林业、农业等不同行业碳交易活动需要气象服务支撑。我国碳市场建设已取得初步成效,但仍存在交易主体与交易产品单一、市场活力不足、市场功能发挥不充分等问题,碳市场建设从供给和需求两侧均迫切需要完善气象服务保障。文中在阐述国内外碳市场发展趋势的基础上,详细分析了碳市场建设对气象服务保障的需求以及气象服务保障碳市场建设的现状和存在问题,从完善体制机制、拓展服务范围、推进碳金融服务、开展国际合作及强化人才培养等多个层面提出进一步提高我国碳市场建设气象服务保障能力的对策建议,以期为气象行业拓展“气象×金融”应用场景,高质量服务保障碳市场建设提供参考。
作为气候变化研究中的重大前沿科学领域,气候变化检测归因旨在揭示气候变化的原因,量化外强迫对气候变化的影响程度。这些问题不仅是气候变化科学研究的核心问题,也是气候变化国际谈判的热点和焦点问题。我国在检测归因领域总体起步较晚,但是近十年来,在中国科学家的努力下,我们从无到有实现了对中国区域气候变化和极端事件归因认识的若干突破,在中国气候变化检测归因领域取得了显著的研究进展。文中对该领域主要研究进展的回顾和梳理表明:20世纪中期以来,以温室气体排放为主的人类活动是中国区域变暖,极端温度频率、强度和持续时间变化的主要驱动因子。人类活动对极端降水变化产生了清晰的影响,同时也可在某些类型干旱的变化中发现人类活动的信号。百年时间尺度上,人类活动的信号可以在平均和极端温度指标的变化中检测到。对于重大高影响极端事件,人为强迫增加了极端高温事件发生的概率,减少了极端低温事件发生的概率。人类活动对强降水事件、干旱和复合事件的归因研究结论一致性较低,同时受到了事件定义和归因方法等的影响,要评估得出人类活动对这类事件影响程度的一般性结论仍然非常困难。未来需要加强对降水、干旱、大气环流、复合事件等变化的检测归因,理解并提高极端事件归因结果的可靠性。
从能量框架出发,对地球能量收支、有效辐射强迫、气候反馈和气候敏感度的相关研究做出系统的梳理。自20世纪80年代以来,地球能量收支增加0.28~0.52 W/m2,主要来源于大气顶反射太阳辐射持续减少,这是该时期全球升温的重要决定性因素。这些能量收支的改变与人为强迫及其气候影响密切相关。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)指出,1750—2019年,总的人为有效辐射强迫的最佳估计为(2.72±0.76)W/m2,引起的全球地表温度变化预计可达1.29(1.00~1.65)℃。气候反馈总体上能够抵消辐射强迫对地球系统的整体扰动,使气候状态趋于稳定。IPCC AR6给出的净反馈最佳估计结果为-1.16(-1.81~-0.51)W/(m2·℃)。为了预估未来气候变化,IPCC AR6给出了平衡态气候敏感度和瞬态气候响应的最佳估计值,分别为3.0(2.0~5.0)℃和1.8(1.2~2.4)℃。依据能量收支平衡下强迫-反馈理论框架,科学界通过量化地球能量收支及其长期变化、区分辐射强迫与气候反馈,厘清了人为和自然等外部强迫对气候变化的影响;依据气候反馈参数和气候敏感度的估算结果,可量化气候对强迫的响应幅度,实现对未来气候的合理预估。
本文系统回顾了2010—2023年全球气候变暖加剧背景下中国区域发生的重大极端天气气候事件,在重点分析这些事件特征及社会经济影响的基础上,进一步梳理总结了这些事件最新的归因研究进展。2010年以来的国内十大天气气候事件中占比最高的是极端降水与洪涝事件和台风,分别为27%和15%;其次为极端高温、干旱、低温雨雪相关的冷事件以及雾霾沙尘相关的污染事件,占比均在11%~12%之间;最后相对较少的是强对流天气和其他类型气象事件,占比分别是7%和6%。随着全球气候变暖加剧,中国地区的极端高温、极端降水和干旱等事件的频率和强度显著增加。极端事件趋势归因关注气候变化对极端事件长期趋势的影响。极端高温和干旱事件的增加主要归因于人为强迫,而极端降水、干旱、野火等极端事件也与人类活动引起的增暖联系紧密。人类活动,尤其是温室气体排放,是推动我国极端事件长期变化的主要驱动因素。单个(单类)事件归因关注极端事件自身发生概率和强度的变化。基于环流相似法、大气模式方法和“故事线”等归因方法的研究表明,人类活动显著增加了极端高温、干旱野火事件以及复合干旱事件的强度和发生频率,一定程度上减弱了低温事件发生概率和强度;对降水事件的影响程度因事件类型存在一定差异,但多数研究结果倾向于人类活动加剧了极端降水事件的风险。尽管近年来极端事件归因研究取得了重要进展,但对例如强台风、强对流天气以及其他类型复合事件等极端事件的归因研究尚有不足。此外,极端事件归因研究还面临观测资料不足、气候模式发展滞后等挑战。建立实时检测归因系统将对防灾减灾政策的制定和实施提供科学指导,具有重要意义。
冰川是冰冻圈最重要的组成部分之一,冰川物质平衡是对气候变化最直接的响应。青藏高原被称为“亚洲水塔”,探明该地区山地冰川物质平衡变化,对评估海平面和水资源变化以及预警冰雪灾害风险具有重要意义。受“高原放大效应”影响,青藏高原升温速率高于全球平均水平且持续增暖,高原气候向暖湿化发展。西风和季风是青藏高原气候与环境变化的决定性因素,青藏高原冰川近年来基本处于退缩状态并在20世纪末加速损失,其中季风影响区的冰川退缩强烈,西风影响区的冰川趋于稳定甚至部分冰川出现前进现象,西风-季风过渡地区的冰川退缩程度减弱;青藏高原东南部冰川加速亏损,西北部冰川萎缩速率较小,冰川总面积在未来持续减小。高原大部分冰川对气温变化的敏感性高于对降水的敏感性,极端天气和大尺度环流对冰川物质平衡变化也有重要影响,但其影响机制亟需进一步加强研究。开展青藏高原地区冰川物质平衡变化研究,仍面临很多挑战,是冰冻圈科学领域未来的前沿科学问题和重点工作。
冰冻圈水文过程对气候变化的响应及其影响已成为全球变化研究的热点问题之一。从全球尺度看,冰川的物质损失量(即冰川冰的融水量)2000—2019年整体表现为(48±16)~(57.6±13) Gt/(10 a)的加速趋势,但不同区域差异较大。从流域尺度看,不同流域冰川融水对气候变化的响应程度各异,主要取决于不同流域冰川规模大小及不同规模冰川的组成特征。尽管对全球不同冰川区的冰川融水未来变化趋势,尤其拐点出现时间的认识仍有所差异,但对于冰川融水空间变化整体格局存在共识,即未来全球冰川融水的变化趋势受控于冰盖及高纬度大型冰川的变化速率。全球变暖导致融雪期间径流年内分配出现明显变化,表现为流域融雪期明显提前,提前的日数主要集中在20 d以内,其次是消融早期的融雪径流明显增加,峰值流量到达时间提前。预估未来雨雪比增加将导致积雪储量减少,同时增加升华量,进一步强化融雪径流的提前时间,导致流域融雪径流贡献减少。气候变化通过多种方式影响多年冻土水文过程,表现在下垫面水文效应、活动层径流调蓄作用和多年冻土层上水变化三方面。在下垫面水文效应方面,地表冻融作用的加强、热融喀斯特的扩张和活动层加深,直接影响地表产汇流过程和能力,进而影响地表径流的年内分配;在活动层径流调蓄方面,活动层变化不仅影响地表径流过程,也影响活动层内垂直和水平方向的壤中流,更影响多年冻土层上水的补给和径流能力,更重要的是活动层的冻融及深度变化,对上述水文过程起到年内到长期的水文调节作用;在多年冻土层上水变化方面,通过各种方法获得的结果可以得出这样的认识,即多年冻土退化已经或多或少对地下径流产生了影响,这种影响的突出表现是多年冻土退化对河流的直接补给作用,且补给的数量似不可忽视,有些流域甚至达到一定量级。
本文从气候金融的定义及起源出发,分析了气候金融在国内外的发展历程、目前的状况、面临的问题、挑战和机遇,重点剖析了多边开发银行气候金融的创新实践及借鉴意义。最后对促进中国未来气候金融发展提出了7条建议,即完善气候金融政策体系、建立多元化融资渠道、加强气候金融服务体系建设、提升数字化技术应用、建设高质量气候投融资项目库、探索气候金融量化方法,以及加强国际合作与交流。
青藏高原被称为亚洲水塔,是全球最重要和最脆弱的水塔,其最突出的特点是冰雪为核心组成部分。近几十年来,气候变化导致亚洲水塔冰川、积雪等固态水体快速减少,湖泊、河流等液态水体显著增加,因此呈现亚洲水塔的固液失衡特征。与此同时,亚洲水塔北部内流区的冰雪融水储存到内陆盆地,导致水资源增加,南部外流区的冰雪融水汇集在外流大江大河下游或进入印度洋,导致水资源减少,因此呈现水资源分布的空间失衡。冰川整体加速融化,具有显著的东南-西北空间差异特征,表现为东南部和天山地区冰川物质亏损严重,青藏高原西北部亏损相对较小,帕米尔-西昆仑地区冰川相对稳定甚至前进;冰川变化导致冰崩、冰湖溃决等灾害风险增加。积雪覆盖度和年积雪日数总体减少,积雪融化时间有提前趋势,年融雪量和最大雪水当量都呈现下降趋势。未来要高度关注极高海拔地区的冰雪变化过程,加强观测的系统性和技术、手段、方法创新,提高冰雪变化过程模型模拟的时空分辨率,加强不同情景下未来水资源变化预估,研究并提出不同冰雪变化情境下的水安全应对策略。
气候变化引发的持续温升等一系列问题已给全球带来长期风险和重大影响,气候灾害经济损失程度与日俱增。面对日益严峻的气候变化问题,各国不断提升适应气候变化意识,积极编制国家适应气候变化战略规划,强化行动力度,取得了积极效果,但当前全球适应融资与逐年递增的发展中国家适应气候变化成本相比仍然存在巨大缺口,迫切需要国际社会深度支持。中国是世界上最大的发展中国家,也是受气候变化不利影响最严重的国家之一,近年来,通过不断完善适应气候变化战略规划体系,推动重点领域、区域适应气候变化行动,取得了一定成效,未来仍需要进一步优化早期预警体系,强化气候风险管理,打好适应气候变化国内根基,同时推动各方确立长期适应目标,加强资金支持力度,引领全球共同提升气候韧性。
人类活动引起的气候变化是自然生态和人类社会面临的严峻挑战。作为应对气候变化的重要工具,气候模式为理解过去气候系统演变机理、气候服务及预估未来全球变化情景提供重要支撑。然而,气候模式在过程表达、次网格参数化及空间分辨率等方面的问题严重制约了气候模式的模拟与预测能力。随着经济社会的发展,人工智能技术得以广泛应用,其具有的整合多源数据、识别潜在信息、学习已有“经验”等优势,有望为气候研究和应用提供新的助力。在此背景下,文中首先对气候模式的发展进行简要回顾,接着在此基础上结合人工智能技术特征,阐述人工智能在气候研究和服务中的应用并分析现阶段面临的挑战。结果表明,已有观测数据与模式输出结果能够为人工智能应用提供必要数据基础,人工智能则据此对气候模式进行优化和集成,进而提升了气候模拟与预测结果的准确性。展望未来,应当聚焦人工智能与气候模式的耦合问题并拓展人工智能在应对气候变化各领域的应用,从而更有效地应对全球气候变化带来的挑战。
基于已有研究,对青藏高原地区冰川与冰湖(主要为冰前湖)相互作用的机理研究进行梳理,以理解青藏高原冰川后退与冰湖扩张的过程和模式,加深对冰川与冰湖相互作用过程和机理的认识。青藏高原地区冰前湖主要分布于藏东南喜马拉雅山和念青唐古拉山,有记录和查明冰湖溃决成因的事件中,冰川动态引起冰前湖溃决事件占到冰湖溃决总事件的55%,且多分布于喜马拉雅山和念青唐古拉山等藏东南地区。冰川与冰前湖的相互作用模式表现为:冰川对冰前湖的作用和冰前湖对冰川的反作用。其中,冰川对冰湖的作用主要包括冰川退缩为冰湖发育提供了空间、冰川融水为冰湖形成和扩张提供了充足水源、冰川极端事件(冰面/内水系溃决、冰川前进/运动、冰崩等)引起冰湖溃决;冰前湖对冰川的反馈机制体现在冰前湖对冰川的热力融冰、冰前湖动力过程导致末端冰川崩解等物质亏损、冰前湖的演变对母冰川的气候效应。需要说明的是,二者之间的相互作用不是孤立的,是彼此依存、同时发生。未来冰川与冰前湖研究中,应致力于:(1)建立统一的冰川观测规范和冰湖-冰川数据集;(2)集成“气候-冰川-冰湖-灾害”为一体的综合观测体系,实现数据共享;(3)耦合冰川与冰湖模型,模拟相互作用过程与机制;(4)统一冰湖溃决灾害的评价体系和完善预警机制。此外,冰川与冰湖变化的理论相对成熟,但冰川与冰前湖相互作用的理论研究依然不够,亟需不断完善。
高寒湿地是青藏高原重要的地表覆盖类型之一,连接了高原不同的地理圈层,对于维持高原生态系统功能具有重要作用和价值。湿地固有的系统特征和高原特殊的自然地理环境决定了高原湿地生态系统对气候变化敏感。已有研究表明,青藏高原湿地类型多样,但研究间差异大;湿地对气候变化的响应表现了显著的时空差异和类型差异;高原湿地的综合生态功能有待于深入开展科学评估;湿地相关专题数据产品的缺乏等问题限制了对湿地在碳循环、生物多样性保护等领域的深入研究。未来需加强多源技术综合、多学科交叉研究,开展湿地变化的环境效应模拟和生态功能的定量评估研究等建议,为高寒湿地的可持续管理提供科学支持。
作为影响仅次于二氧化碳的短寿命温室气体,甲烷减排逐步从科学共识上升为政策共识,成为全球气候谈判焦点议题和国际合作的重点领域。文中比较分析了全球及我国甲烷排放趋势、特征及已有减排行动,并在“中国应对气候变化战略规划评估模型”的基础上自主构建了甲烷排放预测模块(SPAMC-Methane),并设置了基准情景、能源转型情景、甲烷低排放情景共三类情景,分析了到2060年的中国甲烷排放趋势、减排潜力和路径。结果表明,此前相关研究对我国甲烷排放达峰时间预测偏早,峰值预测相对偏低。基于最新可得的数据,在能源转型情景下,甲烷排放预计2032年达峰,峰值约为7580万t;在甲烷低排放情景下,通过有效行动力度提升,甲烷排放有望在2025年前达峰,峰值约为7060万t,到2035年和2060年中国甲烷排放较峰值分别减少约12.3%和53.7%,与基准情景相比,能源转型和技术强化减排措施贡献分别约为62.9%和37.1%,从减排领域看,煤炭开采、固体废物处理部门减排合计贡献约77%。
区域和省级电网碳排放因子是企业用电间接碳排放核算的重要基础,但官方数据存在时间不连续和较长滞后的问题。文中采用国家发改委公布的区域和省级电网碳排放因子计算方法,对2005—2021年电网碳排放因子进行计算。通过对比官方数据,验证了计算结果准确性,深入研究电网碳排放因子的分布特征、变化趋势及其差异,并对两种电网碳排放因子进行应用场景分析。结果表明,区域电网碳排放因子的空间分布呈东北高、西南低,省级电网碳排放因子的空间分布呈东部高、中西部低,2005—2021年整体呈下降趋势,但地区间低碳发展的不均衡加剧。各省发电结构与输入电力来源不同导致省级电网碳排放因子与所在区域电网的碳排放因子存在较大差异,东部和中部省份的省级电网碳排放因子显著高于区域电网,西部省份相反。为提升行业企业电力碳排放核算准确度,优先选择省级电网碳排放因子;为评估同一区域内各行业企业的减排成效,应避免各省电力差异导致的不公平问题,优先选择区域电网碳排放因子。
为确保“双碳”目标如期实现,中国政府加快了气候相关政策的制定和实施,可能导致气候政策不确定性升高,进而对社会经济产生影响,因此准确度量气候政策不确定性具有重要意义。基于2008—2023年中国13家主流新闻报纸的气候政策不确定性关键词频率,采用文本挖掘技术,构建了中国气候政策不确定性指数,并通过时间区间替换、国内外对比来验证指数的稳健性和有效性。结果发现:中国应对气候变化的政策可以划分为起步期、发展期、夯实期和深化期四个阶段,中国气候政策不确定性指数可以准确识别每个阶段的发展历程。与国外指数相比,中国气候政策不确定性指数不仅可以反映与中国相关的重大国际气候政策事件,也可以体现中国独特的气候政策变化和发展特点。该指数未来可以为政府部门制定气候政策、企业应对气候变化、金融机构管理气候风险、投资者提高投资效率等方面提供借鉴和参考。
工业化以来,甲烷(CH4)造成的温升约0.5℃,减少CH4排放对于稳步实现《巴黎协定》温升目标至关重要。IPCC第六次评估报告(IPCC AR6)显示,1960—2019年,CH4对总有效辐射强迫(ERF)的相对贡献为11%,对比1750—2019年,CH4对总ERF的相对贡献下降,这与20世纪70年代以来大气中CH4浓度增长率发生变化有关。预估显示,到2050年全球CH4排放有望实现高达45%的减幅,届时将降低变暖峰值水平,并可有效减少全球表面臭氧,有助于改善空气质量。报告也指出,CH4的源汇还存在很大不确定性,准确量化CH4源汇并归因仍具有挑战性。随着我国发布《甲烷排放控制行动方案》,学界需加强CH4源汇估算的研究,并进一步加强卫星监测大气CH4浓度的反演算法,为我国CH4相关管控政策提供数据支撑。
《联合国气候变化框架公约》第28次缔约方会议(COP28)完成了《巴黎协定》下首次全球盘点,就多项议题达成一揽子名为“阿联酋共识”的成果。全球盘点成果的达成在机制上维护了《巴黎协定》的有效性,成果文件凸显了全球以1.5℃为温控目标强化减排行动力度的紧迫性,构建了全球适应目标框架,建立了损失与损害基金,高度关注气候资金支持缺口问题,并澄清了气候资金的概念关系。中国在元首外交、气候治理理念、谈判磋商方案等方面为全球盘点成果的达成作出了重要贡献。展望首次全球盘点后的全球气候多边形势,全球气候治理格局的多渠道化、多领域化、目标细化趋势显现,地缘政治加剧绿色贸易壁垒,发展中国家立场日渐碎片化,各国将在《巴黎协定》下以“自主贡献+”的模式开展气候行动,并不断按照新的要求更新和提高自主贡献。建议中国强化统筹国际国内两个大局,顺应全球绿色发展大势,积极完成各项履约任务并强化气候变化相关研究支撑和能力建设,提前统筹谋划COP29工作方案。
基于区域气候模式RegCM4对4个全球气候模式的动力降尺度模拟数据及未来人口预估数据,预估了SSP2-RCP4.5情景下全球升温1.5℃和2℃时,中国群发性高温事件(cluster high temperature events,CHTE)和CHTE人口暴露度的变化。结果表明:1.5℃和2℃升温阈值下,多模式集合(MME)预估CHTE年均频次相对于基准期分别增加31%和44%。不同强度事件中,严重CHTE事件的频次在1.5℃和2℃升温阈值下可分别增加约4.2倍和6.8倍。事件强度、持续时间、频次等指标趋向高值的发生概率更大。相对于2℃,1.5℃温升阈值下CHTE年均频次、持续时间和累计强度在全国大范围呈降低趋势,且表现出明显的区域性差异,年均频次的降幅自北到南递增,新疆和长江以南地区持续时间年均减少6 d以上(全国平均降幅为0.2 d),我国中东部地区累计强度年均减少20℃以上、新疆东部减少50℃以上(全国平均降幅为0.6℃)。此外,在1.5℃和2℃升温阈值下,MME预估CHTE影响人口的变化均呈现南增北减的空间分布,内蒙古地区略有减少,中东部地区普遍增加,全国总影响人口分别增加1.4倍和1.8倍。高温事件对城市的影响人口增幅更大(分别增加2.9倍和3.8倍),尤其是京津冀、长三角、珠三角、中原地区增幅最明显。全国的CHTE强度暴露度(分别增加2.2倍和5.2倍)和综合暴露度(分别增加1.2倍和1.8倍)呈明显增加趋势,特别是2℃升温阈值下城市的CHTE强度暴露度和综合暴露度的增幅分别高达10倍和4倍。
回顾总结了近20年、特别是近10年来青藏高原气候变化的特征、变化的原因及其对高原水资源的影响方面的最新研究进展。1960年以来青藏高原地区总体气温显著升高,升温趋势存在明显的海拔依赖性,温室气体、冰雪反照率反馈、云-水汽-辐射反馈、局地强迫等是影响高原气温上升具有海拔依赖性的重要因素。总体上青藏高原降水呈现增加趋势,变化的区域性和季节性差异比气温变化的时空差异更强;降水空间变化主要分为南北偶极型、东西偶极型、中部和边缘差异型和多元型;夏季降水增加最为显著。受气候变化和人为气溶胶排放等影响,青藏高原水资源特别是冰冻圈水资源发生剧烈的变化,大部分冰川加速退缩、冰川径流增加、湖泊严重扩张,导致青藏高原上水循环加强和气候偏暖湿化;青藏高原积雪的变化具有明显的年代际特征。最后提出未来需要进一步开展的研究方向和政策建议。
全生命周期的建筑碳减排在日本已有广泛的应用和发展。由于中日建筑全生命周期碳排放统计口径存在差异,为准确开展中日建筑碳排放对比分析带来了难度。文中首先从计算边界、建材统计精度、碳排放因子数量等方面建立了中日同口径的全生命周期碳排放计算模型,并基于此对中日案例建筑的全生命周期碳排放特征开展比较和分析。发现中国案例的建筑全生命周期碳排放略高于日本,其中运行阶段碳排放明显高于日本。此外建筑建材性能对碳排放影响显著,日本建筑利用低碳建材,生产碳排放低,建材使用寿命长,使维护、废弃阶段碳排放均低于中国建筑案例。
利用1961—2020年中国553站逐日最低气温、降水资料和ERA5再分析资料,探讨了我国春季复合极端低温多雨事件的年代际变化特征及可能成因。结果表明,春季复合极端低温多雨事件整体呈现出南多北少的分布型,并且高频次中心在西南和华南地区,年平均超过了5 d。全国绝大部分地区春季复合极端低温多雨事件近60年呈现减少趋势,在1990年代末期出现了由多转少的全国范围的年代际突变,并以我国东南部季风区的减少最为显著。进一步分析发现,我国北方至白令海峡地区的异常气旋性环流和我国东南侧西北太平洋上的异常反气旋性环流是引起年代际突变的两个关键环流系统。
全球气候变暖对自然生态系统和人类社会产生了广泛而深远的影响,特别是加剧了气候变化风险,未来这种风险将更加复杂且难以管理。早期预警是减轻灾害风险和适应气候变化的重要手段。文章系统回顾了国内外早期预警发展及早期预警技术的全球演变历程,归纳总结了国际早期预警从概念提出到多灾种早期预警系统发展的4个阶段,剖析了气候变化背景下联合国全民早期预警倡议的3方面内涵。结合我国早期预警服务的现状和发展模式,以及新形势下面临的气候风险、预警需求和技术差距,提出了在联合国全民早期预警目标下,我国在气候风险管理方面的3个优先方向。一是加强对复合型极端天气气候事件发生发展机理和预报预警的科学研究,以及人类社会经济系统中潜在临界要素的研究,评估极端事件和临界要素引爆后的潜在级联影响和规模,提高灾害风险认知能力,拓深、拓广已有多灾种早期预警系统,提升防范新型气候灾害风险能力;二是识别气候变化对行业、领域和区域绿色低碳转型可能造成的产业风险,加快构建面向气候和气候变化尺度的国家级气候安全早期预警平台,提升全社会应对气候风险的能力;三是开展多灾种早期预警国际合作,帮助尚无早期预警系统或早期预警系统效力不足的国家建立和完善早期预警系统,重点是厘清区域和国家存在的主要气候灾害风险和等级,以及适应气候变化的紧迫需求,提供多品类气象防灾减灾公共产品,提高国际影响力。
环境权益交易能够帮助以较低的成本实现既定的温室气体减排目标,在我国“双碳”目标的实现中扮演着重要角色。目前,我国有多种与碳减排相关的环境权益交易机制在同时运行,它们之间的交叉重叠和不完善的核算规则体系可能导致巨大的碳减排效益重复计算风险,从而影响环境完整性。文中系统分析了我国与碳减排相关的环境权益交易机制及其可能导致碳减排效益重复计算的机理。为避免碳减排效益的重复计算风险,应该加强顶层设计,从建立统一的管理平台、加强信息共享、完善碳排放统计核算体系、明确各种机制的定位与边界、避免不同机制的交叉和冗余等方面入手,加强机制之间的协调,优化总体的规则设计。
在我国“双碳”目标的背景下,建筑领域亟需明确实现碳达峰碳中和的路径。为应对全球气候变化,多国均已提出碳达峰碳中和目标和建筑领域减碳路径。开展各国建筑能耗和碳排放对比研究是认识我国建筑领域现状水平、分析未来发展趋势并设计碳中和路径的重要手段,也可以为其他发展中国家提供参考。文中提出了采用电力当量法折算建筑运行总能耗的方法,应用于各国建筑运行能耗的对比研究,并提出了各国建筑运行碳排放的对比研究方法。对各国建筑运行能耗和碳排放开展横向对比,剖析各国建筑运行能耗和碳排放的主导因素和实现碳中和的关键措施。结果表明,我国建筑运行的人均和单位面积能耗以及碳排放强度相较发达国家均处于较低水平,但建筑运行人均碳排放和单位当量用电碳排放已高于全球平均值。我国建筑领域碳中和路径,一方面要维持绿色低碳生活方式,另一方面应继续推进建筑用能电气化,助力新型零碳电力系统建设,通过电力系统的低碳来实现建筑运行的低碳。
相比CO2,甲烷(CH4)寿命短、全球增温潜势高,同时也是地面臭氧污染的关键成分,对其排放进行管控对减缓气候变化和改善大气污染具有重要意义。目前全球人为CH4排放处在上升阶段,其中畜牧业和油气领域是关键排放源。人为源与自然源或已形成正向反馈。就国别排放而言,《联合国气候变化框架公约》附件一缔约方的CH4排放呈现下降趋势,非附件一国家面临挑战。各国主要采用规制类政策措施(例如标准)管控CH4排放,市场手段为辅,同时自愿协议、伙伴关系也是非常重要的成本有效措施。中国通过多措并举在CH4管控方面取得了一定成效,体现为总体排放增速较低,部分环节排放出现下降。未来中国CH4管控面临多重挑战,包括成本高、难以避免结构性排放上升、基础支持体系比较薄弱。基于以上现状和挑战,文中提出针对性政策建议。
作为第一大主粮作物,水稻在我国粮食和重要农产品稳定安全供给体系中占有举足轻重的地位,其低碳生产不仅关乎国家双碳战略的推进,更对国家粮食自给率提升、国民膳食营养改善和气候外交的实施意义重大。文中从我国稻田甲烷(CH4)排放现状、减排技术和低碳生产战略等方面,系统论述了低碳可持续稻谷生产系统的实现路径。近年来,我国水稻种植面积尽管有所波动,但水稻单产持续增加,2021年平均亩产高达474.2 kg,创历史新高。与此同时,稻田也是我国CH4主要排放源(1.87 亿t CO2e),占我国农业活动CH4排放总量的40.1%。因此,面对水稻可持续生产、未来气候变化不利影响及气候外交的多重挑战,稻田CH4减排要充分考虑水分、肥料、品种、耕作和菌剂产品等的综合运筹,以人为强化措施为主,辅以基于自然的解决方案,建立主产稻区适用“抑菌减排-增腐固碳-良种丰产-减投增效”的“抑增良减”技术体系。实施覆盖作物种植、免耕轮作、高产低排品种选育、覆膜保墒、菌剂增效产品、智能机具、合理密植、肥蘖脱钩、干湿交替和增氧耕作等十大技术模式,在确保稻米有效供给的同时减排增碳,实现水稻可持续绿色高质量发展。
伴随着我国城市化的飞速发展,城市热岛效应日益严峻,对生态环境和人类健康的危害也逐渐加强。文中以我国84个主要城市为例,利用气象观测和遥感数据基于城乡气象站点温度差异,对比分析了2007—2017年我国大气与地表城市热岛效应的差异,并得出以下主要结论:2007—2017年白天和夜晚平均大气热岛强度分别为0.37℃和1.15℃,变化趋势分别为﹣0.10℃/(10 a)和﹣0.15℃/(10 a);平均地表热岛强度分别达1.08℃和1.32℃,变化趋势分别为﹣0.03℃/(10 a)和0.13℃/(10 a)。大气热岛效应与地表热岛效应在强度、空间分布、日变化、季节变化和年际变化趋势方面均存在明显差异。此外,发现现有的国家气象站点观测数据存在低估城市热岛效应的风险。本文结果证实了我国大气热岛效应的极大时空异质性及其与地表热岛效应时空格局的巨大差异,强调了从大尺度开展多方法集成研究,进而全面把握城市热岛效应演变规律的重要性。未来需加强对大气热岛效应的高密度观测与驱动机制的研究。
能源低碳转型是实现碳达峰、碳中和的关键,关系到我国经济社会发展全局。基于LEAP能源系统模型,以电力行业为重点减排行业,提出中国中长期“双碳”发展路径构想,模拟多情景下的能源需求、能源供给、CO2排放量和成本,分析能源配置的生态及经济影响。研究发现能源消费呈现“减煤稳油增气,电能替代加速”的局面,终端能源消费可在2040年前达峰,终端能源消费CO2排放可在2030年前达峰,碳捕集利用与封存(CCUS)技术是实现CO2减排,同时保持一定火电规模以维持电网安全稳定运行的重要手段,且未来逐步具有技术优势。最后,提出了持续推进碳排放总量和强度“双控”,以技术革新促进电力系统低碳转型,以及完善全国碳市场建设促进碳排放交易等三方面实现“双碳”目标的政策建议。
我国“双碳”目标下明确了提高森林覆盖率和蓄积量目标的任务,提出将碳汇交易纳入全国碳排放权交易市场,建立健全能够体现碳汇价值的生态保护补偿机制。2012年以来,我国建立了国家温室气体自愿减排交易机制,实现林业碳汇等自愿减排项目备案及核证自愿减排量(CCER)签发。由于林业碳汇项目在开发、运行、交易等各阶段存在的挑战以及2017年主管部门暂停自愿减排相关申请等原因,我国CCER碳汇项目开发相对不足,备案项目数量占比仅为2%。文中基于塞罕坝CCER项目视角,调研分析了碳汇项目开发关键技术、综合效益、问题挑战等,提出了推动林业碳汇发展的政策建议。