人类排放情景的设计与全球变暖预估

<正>1气候变化的原因全球气候变化除地球系统内部变率外,自然强迫和人为强迫是重要的外部驱动力。其中自然强迫包括太阳活动和火山活动。人为强迫即人类活动,包括大量化石燃料燃烧排放温室气体、土地利用,以及气溶胶与污染排放等,其强度取决于人口发展与变化、社会经济发展、技术变化及其内部的协调性等。本文重点给出人类强迫的影响。IPCC第六次评估报告明确表明,近百年特别是近几十年来观测到的全球变暖归因为人类活动的影响,     

土地利用和土地覆盖变化对气候系统影响的研究进展

土地利用和土地覆盖变化（LUCC或LULCC）不仅对人类赖以生存的地球环境有重要影响,同时与人类福祉密切联系。人类活动对气候的强迫不仅包括温室气体排放导致的气候变暖,还通过直接改变地表物理性状以及间接改变其他生物地球物理过程和生物地球化学过程等对气候系统产生深刻影响。作者在此认识的基础上回顾了LUCC对气候系统影响的研究历史,结合新近的研究结果归纳了诸如森林砍伐、城市化、修坝等LUCC活动在区域和全球尺度的气候效应。LUCC具有高度的空间异质性,因此气候系统对它的反馈也具有明显的空间差异。由于全球平均后变化幅度相对区域上的小,LUCC对区域气候影响显著,而对全球气候影响不明显。它对区域气候的影响取决于反照率、蒸散发效率和地表粗糙率等变化的综合效应：在热带地区LUCC主要引起温度升高,在高纬度地区使温度下降。在全球尺度上LUCC导致气候的变暖主要通过减少蒸散发和潜热通量引起陆表水循环的改变,其次通过改变地表反照率导致辐射强迫改变。最后指出目前LUCC在气候变化学科中的研究所存在的问题。在此基础上提出了未来的研究首先需要评估的3个气候指标,并提倡多学科间的相互合作。     

气候模式

气候模式建立在物理、化学、生物学等基础上,用数学方程式表现地球气候系统各个圈层相互作用和反馈的主要过程以及与外强迫的关联,广泛应用在气候与气候变化研究中,因此气候模式是气候变暖研究的核心技术。气候变暖的预估几乎完全依赖模式的模拟。历届IPCC第一工作组的评估报告,均     

IPCC AR6报告解读：短寿命气候强迫因子的气候及环境效应

影响气候变化的大气成分,依据其在大气中存留的时间,分为长寿命的温室气体和短寿命的气候强迫因子（SLCFs)。考虑到SLCFs在气候变化和大气环境中的重要作用,IPCC第六次评估报告（AR6）首次有了专门针对SLCFs的章节（第六章)。本文解读IPCC报告关于SLCFs的主要结论,特别强调AR5以来的最新结论,包括：SLCFs的定义、SLCFs排放和大气含量的变化特征及其对辐射强迫和全球气候的影响、不同共享社会经济路径（SSP）情景下SLCFs对未来气候变化和空气质量可能的影响,以及COVID-19疫情期间减排对气候变化的影响。文末也讨论了结论的不确定性以及结论对我国的启示。     

国际气候变化科学评估中所反映的气候变化科学的重要进展

政府间气候变化委员会(IPCC)历次评估报告的进展表明:1)人类对于气候系统变化的科学认知在不断加深,全球变暖是毋庸置疑的;工业化时代以来,人类活动可能已经引起了1 ℃的增暖。2)气候系统观测不断完善,观测资料和再分析资料的空间覆盖范围以及时间尺度均明显提高;气候系统模式分辨率不断提高,以及更为复杂的生物地球化学过程的加入,使得模式发展经历了从气候系统模式到地球系统模式的进步。3)与以往的评估报告相比,在第六次评估报告(AR6)的规划中,以解决问题为导向,加强了对于水循环变化、区域气候变化信息以及极端天气气候事件检测归因的评估内容。     

沙尘和生物气溶胶的环境和气候效应

沙尘气溶胶对海洋生态系统的影响及其气候与环境效应,以及生物气溶胶对人类健康的影响及其气候效应是近年来大气气溶胶研究的热点问题。沙尘气溶胶和生物气溶胶之间有很强的联系,沙尘可作为空气中微生物的载体,沙尘气溶胶影响海洋生态系统之后又会影响海洋上空生物气溶胶的产生。本文回顾了国内外沙尘气溶胶对太平洋海域生态系统影响的研究进展,以及生物气溶胶的研究历史和气候效应,特别是中国科学院大气物理研究所十多年来的有关工作。     

自然气候变异与人为气候变化对径流影响研究进展

 在回顾IPCC于1990-2007年4次关于气候变化对径流影响的评估报告进展的基础上,将第一次与第二次评估报告归纳为第一代--以气候均值变化对径流影响及其适应为主要特征;第三次与第四次评估报告为第二代--突出人为气候变化与自然气候变异对径流影响及其适应问题,分析了常规的气候变化对水文水资源影响评估方法的发展过程及存在的问题。研究结果反映了年代际时间尺度的自然气候变异的影响,而未能考虑与极端事件发生频次和强度变化密切相联的日、季和年际尺度的气候变异的影响,从而低估了气候变暖对洪水、干旱以及农业灌溉需水的负面作用。在介绍国内外研究的基础上,为第五次IPCC评估报告提出了加强交叉学科综合研究的建议。     

全球变化中的我国云南气候与生态响应

分析了全球变化背景下的我国云南气候、水土资源和生物多样性变化．评估了近50a云南气候生态与环境的现状、变化和成因。在IPCC等相关工作的启示下．初步提出了云南生态环境建设与社会经济协调发展的对策与建议。     

自然气候变异与人为气候变化对径流影响研究进展

在回顾IPCC于1990-2007年4次关于气候变化对径流影响的评估报告进展的基础上,将第一次与第二次评估报告归纳为第一代--以气候均值变化对径流影响及其适应为主要特征;第三次与第四次评估报告为第二代--突出人为气候变化与自然气候变异对径流影响及其适应问题,分析了常规的气候变化对水文水资源影响评估方法的发展过程及存在的问题。研究结果反映了年代际时间尺度的自然气候变异的影响,而未能考虑与极端事件发生频次和强度变化密切相联的日、季和年际尺度的气候变异的影响,从而低估了气候变暖对洪水、干旱以及农业灌溉需水的负面作用。在介绍国内外研究的基础上,为第五次IPCC评估报告提出了加强交叉学科综合研究的建议。     

对IPCC第五次评估报告检测归因结论的解读

<正>气候变化的检测归因是识别人为和自然因子对气候变化相对贡献的核心研究内容,也是迄今没有很好解决的科学问题之一。学术界对于检测和归因的概念有严谨的阐述~([1])。气候变化的检测,是在某种统计意义的定义下揭示气候或被气候影响的系统已发生变化的过程,但并不解释这种变化的原因。归因是在给定的统计信度上评估多个因素对某一变化或者事件相对贡献的过程,是结合统计分析和物理解析的过程。这些因素包括人为强迫(如工业排放导致的大气温室气体浓度增加和气溶胶变化、大规模土地利用)和自然强迫(如火山活动、太阳变率)。政府间气候变化专门委员会(IPCC)自发布第     

IPCC《气候变化与土地特别报告》对陆气相互作用的新认知

IPCC向全球正式发布了其最新的《气候变化与土地特别报告》（SRCCL）,从陆气相互作用、荒漠化、土地退化、粮食安全、综合变化和协同性、可持续土地管理等方面评估气候变化与土地的相互关联。报告是在IPCC 3个工作组共同主导下,首次系统评估气候变化与陆面过程和土地利用/土地管理之间的相关作用。报告的评估结果表明,全球陆地增温幅度接近全球海陆平均值的两倍,气候变化加重了综合土地压力,并严重影响全球粮食安全,而全球很多区域的极端天气气候事件频率/强度持续增加,加重了农业生产的灾害风险和损失。采取行业间和国家间协同一致的行动,通过可持续土地管理,可以有效地适应和减缓气候变化,同时减轻土地退化、荒漠化和粮食安全的压力。     

极端天气气候事件变化对荒漠化、土地退化和粮食安全的影响

土地是人类赖以生存的重要资源,在受气候变化影响的同时其状况变化也在气候系统中起着关键作用。IPCC最新发布的气候变化与土地特别报告（SRCCL）系统反映了关于荒漠化、土地退化、可持续土地管理、粮食安全和陆地生态系统碳通量方面的最新科学认知,并探讨了如何进行更加可持续性的土地利用和管理以应对与土地相关的气候变化问题。文中从极端事件变化及其影响的角度,结合SRCCL与其他相关文献,予以分析和总结。结果表明,在全球变暖的背景下,极端天气气候事件的变化已经并将继续影响荒漠化和土地退化进程并对粮食安全造成冲击;而土地对气候系统的反馈作用,又会加剧气候变化并提高极端事件发生的概率和严重程度。面对气候变化尤其是极端事件给土地带来的巨大压力,必须坚持可持续的土地管理,通过减少包括土地和粮食系统在内的所有行业的排放,才有可能实现到21世纪末将全球平均升温控制在相对工业化前水平2℃以内的目标,以减轻气候变化对土地和粮食系统的负面影响。     

Climate Change and Agricultural Soils: Impacts and Adaptation

This article reviews the current state of knowledge on the response of soils to climate change, and the implications such changes have for agriculture. The article is based on the material reported in the IPCC second assessment report (Watson et al., 1996) and updated with more recent information, where appropriate. The review highlights the importance of understanding the dynamics of soil processes when addressing climate change impacts on agriculture. Rapid soil responses to climate change (e.g. soil water, organic carbon and erodibility) have been widely investigated and reported in the literature. However, it is important that longer-term processes (e.g. pedogenesis) are not ignored by the research community because these have potentially important implications for long-term agricultural land use and are often irreversible. The use of good land management practices, as currently understood, provides the best strategy for adaptation to the impact of climate change on soils. However, it appears likely that farmers will need to carefully reconsider their management options, and land use change is likely to result from different crop selections that are more appropriate to the changing conditions. Perhaps the greatest impact of climate change on soils will arise from climate-induced changes in land use and management.     

我们未来的气候:人类的干预有多大?

对有关气候变化的观测事实和可能原因的研究做了简要回顾和总结，对21世纪人类活动和自然因子对气候系统的可能影响做了扼要讨论。近20余年全球气候变化科学有明显的进步，但要对21世纪气候趋势做出可靠预测，还需要在过去气候演化历史和成因、全球碳循环、气候系统模式与模拟、土地利用和土地覆盖变化的影响以及气候系统的稳定性等方面开展深入研究，以便进一步减少科学上的不确定性。     

共享社会经济路径在土地利用、能源与碳排放研究的应用

情景是气候变化研究的重要工具。为了科学支撑气候变化科学评估和研究，2010年政府间气候变化专门委员会（IPCC）提出了共享社会经济路径（Shared Socioeconomic Pathways，SSPs）。作为从社会经济变化视角构建的气候情景，SSPs促进了气候变化科学基础、影响、脆弱性、风险、适应和减缓等学科的综合研究。本文介绍了SSPs情景研发与应用过程；阐述了全球和中国的人口经济、土地利用、能源和碳排放的模拟和预估主要成果；探讨了全球和中国碳排放路径及其与“双碳”目标的关系；并展望了SSPs应用前景。     

IPCC AR6报告关于不同类型干旱变化研究的新进展与启示

基于IPCC第一工作组(WGI)第六次评估报告(AR6),从干旱的定义和类型、干旱的驱动因素、监测到的干旱变化、干旱的归因以及预估5个方面进行了分析和总结.IPCC评估指出:(1)在全球变暖的背景下,监测到的气象和农业干旱的变化在全球尺度上并不显著,但干旱频发区域呈现不同程度的增加趋势.这种增加的趋势表明,人为气候变化...     

IPCC AR6报告解读：人类活动对气候系统的影响

2021年8月9日,IPCC发布了第六次评估报告(AR6)第一工作组报告,报告第三章“人类活动对气候系统的影响”定量评估了人类活动对气候系统的影响程度以及气候模式对观测到的平均气候、气候变化和气候变率的模拟性能。报告基于气候系统的多个圈层变量的综合评估明确指出,毋庸置疑的是,自工业化以来人为影响已经使大气、海洋和陆地升温;支撑本次评估的国际耦合模式比较计划第六阶段（CMIP6）气候模式模拟的大多数大尺度气候指标的近期平均气候,相比前一次评估报告（AR5）中的CMIP5模式结果有所改进。报告在更广泛的领域和区域提供了更多证据表明气候系统中的人类活动影响,但受制于观测、模式与过程认知的不足,在大气、海洋、冰冻圈、生物圈及气候变率模态的多个指标变化中人为影响的贡献方面仍然存在不确定性甚至缺少研究。     

Soil temperature response in Korea to a changing climate using a land surface model

The land surface processes play an important role in weather and climate systems through its regulation of radiation, heat, water and momentum fluxes. Soil temperature (ST) is one of the most important parameters in the land surface processes; however, there are few extensive measurements of ST with a long time series in the world. According to the CLImatology of Parameters at the Surface (CLIPS) methodology, the output of a trusted Soil-Vegetation- Atmosphere Transfer (SVAT) scheme can be utilized instead of observations to investigate the regional climate of interest. In this study, ST in South Korea is estimated in a view of future climate using the output from a trusted SVAT scheme — the University of TOrino model of land Process Interaction with Atmosphere (UTOPIA), which is driven by a regional climate model. Here characteristic changes in ST are analyzed under the IPCC A2 future climate for 2046-2055 and 2091-2100, and are compared with those under the reference climate for 1996-2005. The UTOPIA results were validated using the observed ST in the reference climate, and the model proved to produce reasonable ST in South Korea. The UTOPIA simulations indicate that ST increases due to environmental change, especially in air temperature (AT), in the future climate. The increment of ST is proportional to that of AT except for winter. In wintertime, the ST variations are different from region to region mainly due to variations in snow cover, which keeps ST from significant changes by the climate change.     

对基于土地应对气候变化的新认知

2019年8月7日IPCC《气候变化与土地特别报告》决策者摘要获得通过,报告涉及对基于土地应对气候变化不同措施的评估,取得一些新的认知,包括定量评估基于土地的40种综合措施对提高气候变化减缓和适应能力、防治荒漠化和土地退化、增强粮食安全、保护生物多样性和水资源及促进可持续发展的效益,提出在防治荒漠化和土地退化及保障粮食安全过程中提高气候变化适应和减缓能力的措施,评估了实施不同措施的风险、限制、障碍和保障政策等。在措施的分类、气候变化适应的主体对象,以及风险和政策分析等方面还存在一些不足。评估报告结论将对我国建立基于土地的应对气候变化的对策,促进把应对气候变化与防治荒漠化和土地退化、保护生态环境与增强粮食安全工作结合,制定相关政策等方面都具有重要的启示意义。