不同情景达到碳中和下中国区域气候变化的预估

利用第6次耦合模式比较计划（CMIP6）中的9个全球气候模式的模拟结果,通过CO₂浓度达峰时间确定SSP1-1.9和SSP1-2.6两种情景下的全球碳中和时间,预估了全球碳中和下中国区域气候较历史参考期（1995—2014年）的未来变化,分析不同时间达到碳中和下气候响应差异,并与未实现碳中和的SSP2-4.5情景下的气候变化对比。结果表明,SSP1-1.9和SSP1-2.6情景下全球达到碳中和的时间分别为2041年和2063年,相较于历史参考期,SSP1-1.9/SSP1-2.6下中国区域平均年气温上升1.22/1.58℃,平均年降水量增加7.1％/9.9％。SSP1-2.6（晚碳中和）较SSP1-1.9（早碳中和）情景下年均温增高约0.36℃,最大升温区位于西南及高原地区。对降水而言,晚碳中和较早碳中和全国平均年降水量增加约2.7％。全年及夏季降水量显著增加区主要在西北,新疆地区出现降水增加超过8％的大值区,冬季则集中于黄河中下游,增幅也超过8％。未碳中和的SSP2-4.5情景下中国区域的升温显著强于SSP1-2.6（碳中和）情景,年平均气温高约0.61℃,西北地区是升温差别大值区,其中新疆部分地区增加升温超过0.8℃。SSP2-4.5较SSP1-2.6情景年降水量在西北地区增加显著,内蒙古西北部最大增加超过10％。有无碳中和对冬季降水影响更大,SSP2-4.5情景下新疆部分地区降水增加比SSP1-2.6下多20％左右,云南部分地区则少15％左右,表明有无碳中和对气候的影响远大于早晚碳中和。     

“一带一路”沿线国家的自主贡献中水资源相关适应措施评估

“一带一路”沿线地区气候灾害类型多样,分布广泛,其中水资源短缺和洪涝灾害频发等水资源问题是“一带一路”沿线国家的主要气候风险之一。文中对“一带一路”沿线国家提交的国家自主贡献（NDC）中提出的水资源相关适应措施进行了分析评估。结果表明,气候变化及水资源相关风险已经受到了“一带一路”沿线国家的普遍关注,大部分国家都或多或少提出了针对性的适应措施,如优化水资源管理、提高水资源利用效率、强化监测预警、增加基础建设等。然而目前还存在一些不足之处,包括：以中东欧国家为主的部分“一带一路”沿线国家NDCs中缺乏适应相关的内容;西亚/中东和中亚地区对于风险关注的范围不够全面,缺乏对未来潜在洪水风险的评估和预案;在中亚、南亚和中东等水争端问题突出的地区缺乏合适的国际合作机制;大部分国家缺少对水环境的关注。为提高“一带一路”沿线国家气候适应能力,构建完善的气候适应体系,建议完善国家自主贡献报告、建立国际合作机制,增加对气候变化研究的关注和投入,保障“一带一路”建设绿色可持续发展。     

“后巴黎”时代气候适应国际合作进展与展望

纵深并拓宽气候适应国际合作,是《巴黎协定》增强适应行动的主要内容,是“后巴黎”时代延续全面适应行动的重要组成部分。在系统地调研和梳理主要国家/集团适应气候变化国际合作机制以及全球气候适应国际合作重点领域的基础上,分析中国近年来开展的政府间交流机制,双、多边合作机制,国际组织合作以及与发展中国家开展的南南合作等适应气候变化合作重点工作,总结出资金缺乏、合作渠道多元化不足、国际合作模式亟待深化以及“后疫情”时代经济绿色复苏的挑战是中国开展适应气候变化国际合作面临的主要问题。“后巴黎”时代,中国作为全球生态文明建设的重要参与者、贡献者、引领者,深化气候适应国际合作将落脚于深度参与全球气候适应治理机制的建设、深化与全球适应中心的合作、探索气候适应国际合作重点领域和重点工作以及进一步开拓跨国对标城市间的适应气候变化国际合作。     

国土空间总体规划温室气体核算模型

城市的低碳发展对于应对气候变化及实现我国“碳达峰、碳中和”目标起着至关重要的作用。在新的国土空间规划体系下,国土空间总体规划对城市的低碳发展影响重大。为解决现有的城市温室气体核算中存在的问题,使总体规划促进城市低碳发展,构建了国土空间总体规划温室气体核算模型。该模型基于“空间布局—用地类型—部门划分—模型方法”的框架,采用自上而下与自下而上相结合的方法,与国土空间规划要素紧密结合;建立了市域和中心城区两个层次的碳排放核算方法,并解决了中心城区的碳排放核算问题,可进行国际间比较;解决了总体规划能源预测不完善的问题,提出了不同的核算方法供灵活选择,与完全基于用地类型的方法相比,降低了不确定性。最后基于模型提出了评估总体规划低碳发展水平的核心指标与参考指标。     

云南初夏干湿演变特征和基于CMIP6模式模拟的预估分析

使用1961—2020年的观测数据和2021—2080年的模式预估数据,首先分析了云南初夏干燥度指数（aridity index,AI）的演变特征和影响因子相对贡献,然后采用国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）中的20个全球模式,对SSP1-2.6、SSP2-4.5以及SSP5-8.5情景下云南初夏未来干湿变化进行了预估研究。结果表明：(1) 1961—2020年云南初夏气候整体湿润,但为变干燥的趋势,有明显的年代际变化特征,1960s、1970s以及2000s气候相对湿润,其余年代相对干燥,2000s（2010s）为1961年以来最湿润（干燥）的10年。(2) 2021—2080年在3种排放情景下,云南初夏气候较1995—2014年均为变干燥的趋势,SSP1-2.6、SSP2-4.5以及SSP5-8.5情景下,AI分别减少13.9%、17.9%以及24.9%,西南部将可能是湿润度降幅最大值中心。(3) 1961—2020年,降水对云南初夏气候干湿变化的贡献大于潜在蒸散量;而2021—2080年,潜在蒸散量对气候变干燥的贡献大于降水量,且随排放情景的增高和时间推移,其贡献将逐渐增大。     

中国七大地区“气候变化—作物产量—经济影响”综合评价

农业作为响应气候变化最敏感的领域之一,未来作物产量可能受到深刻影响。量化气候变化冲击作物产量导致的最终经济影响,需要综合“气候变化—作物产量—经济影响”开展链式研究。文中采用系统回顾和Meta回归分析方法整合了55篇文献的667项研究结果,推导出我国七大地区主要作物（水稻、玉米、小麦）产量与地区内未来温度和降水变化的定量关系,并将其作为农业部门的损失量代入改进的多区域投入产出模型,量化七大地区内与地区间遭受的经济波及影响（ERE)。结果显示：(1)气候变化对我国作物产量的影响主要体现在温度升高上,每升温1℃减产2.6%~12.7%,东北和西北地区作物受升温影响最显著;(2) 气候变化导致的作物减产将对经济产生更严重的波及影响,GDP因作物减产每下降1%将额外产生17.8%的波及影响;(3) 21世纪末,若不考虑CO₂肥效作用,作物减产导致的ERE将占GDP的-0.1%~13.6%（负值表示收益),最悲观情况下ERE与当前我国农业总产值相当（2012年为基准年);(4)不同地区受ERE影响程度的差异较大,因各区之间产业结构、贸易联系及经济发展程度存在差异,西南地区遭受本区及来自其他地区的ERE比华东地区高2.8~8.5倍。     

气侯变化对东部季风区赣江和官厅流域径流的影响

选取中国东部季风区南方赣江流域和北方官厅流域,基于逐日气象和水文观测数据率定和验证了HBV水文模型,并以国际耦合模式比较计划第五阶段（CMIP5）中输出要素最多的5个全球气候模式在3种典型浓度路径（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下的预估结果驱动HBV模型,预估了气候变化对21世纪两个流域径流的影响。结果表明：(1) 1961—2017年,赣江和官厅流域年平均气温均呈显著上升趋势,升温速率分别为0.17℃/(10 a)和0.28℃/(10 a);同期,赣江流域降水显著增加,官厅流域降水微弱下降。不同RCP情景下,21世纪两个流域均将持续变暖、降水有所增加,北方官厅流域的气温和降水增幅均大于南方赣江流域。(2) 21世纪,官厅流域年、季径流增幅远大于赣江流域。官厅流域年径流在近期（2020—2039年）、中期（2050—2069年）、末期（2080—2099年）均呈增加趋势,RCP8.5情景下增幅最大、RCP4.5最小。赣江流域在RCP4.5下,近期、中期年径流相对基准期略有减少,但在整个21世纪径流呈上升趋势;RCP2.6和RCP8.5下,21世纪中期以后径流增幅下降。(3) 21世纪,东部季风区北部的官厅流域发生洪涝、南方赣江流域发生干旱的可能性增大,不同RCP情景预估得到相同的结论。     

面向福祉和公平的需求侧减排路径、潜力与政策

需求侧减排是协同实现碳中和目标与民生福祉、社会公平改善的重要抓手,也是以“人”为中心连接不同可持续发展目标的关键纽带。IPCC第六次评估报告首次独立成章（第五章）介绍应对气候变化的需求侧解决方案。报告将需求侧减排与福祉、公平等目标关联起来,依循“避免-转变-改进（ASI）”的战略框架,梳理了需求侧的减排措施和减排潜力;揭示了社会文化、心理活动、技术水平和基础设施等因素对需求侧减排的关键驱动作用,指出多种驱动因素之间相互依赖,呈现叠加效应;明确了激发需求侧减排的动力和能力需要科学的行为干预和政策设计以推动系统性变革。文中对该章主要结论做扼要解读,同时就该章节对中国的相关研究和政策启示展开讨论。     

气候变化感知和适应行为研究的可视化计量分析

基于Web of Science（WOS）核心数据库中2007—2019年发表的2075篇以“气候变化”“感知”和“适应”为研究主题的文献,利用CiteSpace软件的网络可视化分析功能,并结合WOS的相关统计工具,对气候变化感知和适应行为领域的文献特征与演进历程进行研究,以期明确该领域的历史研究特征、知识基础和热点演变,并指出未来的研究趋势,为发展创新提供参考。结果表明：除气候变化、适应和感知外,脆弱性、影响、风险、管理、变化性、适应能力、恢复力、农业、风险感知、政策、干旱和农民也是气候变化感知和适应行为领域的热点词汇;在研究中不断涌现新的词汇,且越来越重视沿海地区和小农问题;公众的个体经验不断受到重视,同时气候变化敏感区将是本领域未来的热点研究地区;中国仍处于气候变化感知和适应行为领域研究的起步阶段。     

屋顶光伏为基础的农村新型能源系统战略研究

当前我国农村仍然面临着经济发展、清洁用能、环境保护、减少碳排放等多重问题,文中对我国农村地区发展屋顶光伏系统的资源潜力、技术方案、融资模式和重要意义进行了深入探讨和定量分析,结果表明,我国农村地区面临着能源、环境、经济发展的多重问题,“双碳”战略给解决“三农”问题提供了新的发展契机。发展以农村屋顶光伏系统为基础的新型农村能源系统是解决“三农”问题、实现乡村振兴的重点工作,也是我国建成新型电力系统、实现能源系统低碳转型的突破口和着力点。     

多区域气候模式集合对中国径流深的模拟评估和未来变化预估

对5组区域气候模式集合模拟的中国径流深进行评估,并且预估了温室气体高排放情景RCP8.5下的未来变化。结果表明：多区域气候模式集合结果能够基本模拟出径流深的观测特征,对年径流深的空间分布特征模拟较好,但量值存在一定的系统偏差,特别是黄河中游、海河和松辽河存在明显的正偏差,且对全国9个流域片中东南、西南和西北诸河的年内分配总体模拟效果相对较差。未来到21世纪末,全国平均年径流深在各个时段都以增加为主,增加幅度多在5%以内。未来变化存在明显的空间差异,大致表现为“北增南减”的分布特征,但不会改变中国水资源南多北少的空间格局;其中,黄河、西南和西北诸河流域片呈显著的增加趋势,淮河、长江和东南诸河流域片呈现显著的减少趋势,海河、松辽和珠江流域的变化趋势不显著。21世纪末期各地的变化多在±30%以内,且多模式预估的正负变化一致性较高。到21世纪末期,各流域片平均的径流深季节分配总体特征没有明显变化,径流深的最大月份基本维持不变,分配比例的数值有±2%以内的变化,且各季节的增减变化存在明显流域间差异。     

The interpretation and highlights on mitigation of climate change in IPCC AR6 WGIII report北大核心CSCD

2022年4月4日,IPCC第六次评估报告第三工作组《气候变化2022:减缓气候变化》报告和决策者摘要发布。报告全面评估了2010年以来减缓气候变化领域的最新科学进展,为国际社会深度认识和理解全球温室气体排放情况、不同温升水平下的减排路径以及可持续发展背景下的气候变化减缓和适应行动等提供了重要科学依据。基于报告主要结论,围绕温室气体排放的区域差异、减缓路径分类、与土地利用相关的排放评估及CO去除技术评估等方面的亮点,文中提出在应对气候变化减缓政策行动中,中国应坚定“双碳”战略目标,在综合考虑经济发展阶段和资源禀赋差异背景下,将可持续发展、公平和消除贫困植根于社会发展愿景中实施减缓路径,并加快提升气候变化综合评估核心科学技术的研发进度,以进一步提升国际影响力和话语权。     

中国碳中和目标内涵与实现路径综述

碳中和已成为引领中国中长期可持续发展的纲领性目标.通过对已有研究成果的梳理与评述,从目标内涵和实现路径两个方面探讨了"碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革"这一重要命题.中国碳中和目标与全球温控2℃/1.5℃目标内涵一致,需要以阶段性减排成效为基础制定中期行动方案来逐步实现长期减排目标.作为实现碳中和目标的两个主...     

Land-use futures in the shared socio-economic pathways

In the future, the land system will be facing new intersecting challenges. While food demand, especially for resource-intensive livestock based commodities, is expected to increase, the terrestrial system has large potentials for climate change mitigation through improved agricultural management, providing biomass for bioenergy, and conserving or even enhancing carbon stocks of ecosystems. However, uncertainties in future socio-economic land use drivers may result in very different land-use dynamics and consequences for land-based ecosystem services. This is the first study with a systematic interpretation of the Shared Socio-Economic Pathways (SSPs) in terms of possible land-use changes and their consequences for the agricultural system, food provision and prices as well as greenhouse gas emissions. Therefore, five alternative Integrated Assessment Models with distinctive land-use modules have been used for the translation of the SSP narratives into quantitative projections. The model results reflect the general storylines of the SSPs and indicate a broad range of potential land-use futures with global agricultural land of 4900 mio ha in 2005 decreasing by 743 mio ha until 2100 at the lower (SSP1) and increasing by 1080 mio ha (SSP3) at the upper end. Greenhouse gas emissions from land use and land use change, as a direct outcome of these diverse land-use dynamics, and agricultural production systems differ strongly across SSPs (e.g. cumulative land use change emissions between 2005 and 2100 range from −54 to 402 Gt CO₂). The inclusion of land-based mitigation efforts, particularly those in the most ambitious mitigation scenarios, further broadens the range of potential land futures and can strongly affect greenhouse gas dynamics and food prices. In general, it can be concluded that low demand for agricultural commodities, rapid growth in agricultural productivity and globalized trade, all most pronounced in a SSP1 world, have the potential to enhance the extent of natural ecosystems, lead to lowest greenhouse gas emissions from the land system and decrease food prices over time. The SSP-based land use pathways presented in this paper aim at supporting future climate research and provide the basis for further regional integrated assessments, biodiversity research and climate impact analysis.     

气候波动和人类活动对南水北调中线工程典型流域径流影响的定量评估

以南水北调中线工程典型流域汉江上游流域和滦河流域为研究对象,采用敏感性分析法、降水?径流双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法定量评估了气候波动和人类活动对流域径流变化的影响。结果表明：汉江上游流域和滦河流域变异Ⅰ/Ⅱ期年均径流深相对于基准期分别减少了29.5% / 19.1%和49.8% / 70.0%;对于汉江上游流域,1991-1999年（变异Ⅰ期）气候波动是径流减少的主要影响因素,2000-2008年（变异Ⅱ期）人类活动则是径流减少的主要影响因素,且人类活动对汉江上游流域径流减少的影响逐步增加;对于滦河流域,1980-2010年（变异Ⅰ/Ⅱ期）人类活动一直是径流减少的主要影响因素,且气候波动和人类活动对径流减少的影响贡献率基本保持不变。     

陆面—水文耦合模式的参数率定及改进研究

基于淮河流域的地形、岩石地质类型等空间分布特征,对陆面—水文耦合模式CLHMS1.0(Coupled Land Surface-Hydrological Model version 1.0)的河道曼宁糙率系数、水力传导度两个关键参数进行了率定;在此基础上,通过基于CLHMS1.0的多组敏感性试验,分析了河道曼宁糙率系数、水力传导度对CLHMS1.0模拟淮河流域水文过程的影响。研究结果表明,淮河流域上游王家坝子流域曼宁糙率系数的减小,可以显著提高模式对王家坝水文控制站上游模拟的水流流速,减小了模式对王家坝洪峰来临时间模拟偏迟的误差;依据淮河不同子流域的岩石地质类型选定更为合理的水力传导度参数后,模式对淮河流域河道流量等水文过程的模拟更为准确。利用参数率定后的CLHMS1.0对淮河流域1980~1987年逐日水文过程进行了模拟,与观测实况比较结果表明,采用了新的河道曼宁糙率系数和水力传导度参数后,模式对淮河流域逐日水文过程的模拟能力显著提高,且可以更合理地模拟出地表产流和地下水补给对流域河道流量的相对贡献。     

21世纪珠江流域水文过程对气候变化的响应

应用HBV-D水文模型和多个气候模式预估了不同温室气体排放情景下珠江主干流西江的径流过程,分析了21世纪水资源量和洪水频率的变化。结果表明：2050年后年降水量和年径流量较基准期（1961—1990年）明显增加;流域平均的月降水量和径流量在5—10月间均呈增加趋势,12月至次年2月呈减少趋势;年最大1 d和7 d洪量逐渐增加,重现期逐渐缩短。2030年前枯水期径流增加有望缓解枯水期用水压力,而2050年之后丰水期径流量以及洪水强度、发生频率的增加将给珠江流域防汛抗洪带来更大压力,在制订气候变化对流域水资源影响适应性对策时应考虑这两方面的影响。     

近57a长江黄河源区径流量变化异同特征分析

利用1956~2012年长江和黄河源区内2个水文站点逐月流量数据,分析了近57a两江源区径流的长期变化趋势、突变特征以及周期特征的异同。结果表明:长江源区径流量月变化呈单峰型,峰值在7月;黄河源区则表现为双峰型,峰值分别出现在7月和9月。近57a来,长江源区各季节及年平均径流量均呈现上升趋势,而黄河源区表现为年平均、春季和秋季平均流量呈下降趋势,而夏季和冬季则表现为上升趋势的特征。长江源区1960年和1968年前后的突变点比较可靠,在1998年前后可能也存在一次突变;而对于黄河源区,则在1960年和1968年前后的突变点具有较高的可靠性。长江源区年径流量主要存在9~10a和准22a的变化周期,而黄河源区年径流主要存在4a、7~8a和准16a的变化周期。      

未来气候变化对黄河流域水文过程的影响

使用NASA/NCAR有限区域大气环流模型FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3径流模拟结果同大尺度汇流模型LRM [分辨率0.25°(纬度)×0.25°(经度)]相连接,模拟预估未来气候变化对我国黄河流域水文过程的影响。结果表明:相对于当代气候,未来黄河流域呈现气温升高、降水增加(夏季7～8月降水减少)和蒸发增大的趋势,且空间分布极不均匀,造成河川径流在5～10月减少,加剧流域夏季的水资源短缺;未来气温升高使得融雪径流增加,可能导致更早和更大的春季径流,使径流过程发生季节性迁移,引起黄河流域水资源年内分配发生变化。