IPCC AR6报告解读：气候系统对二氧化碳移除响应

IPCC AR6报告中控温1.5℃和2℃的低排放情景需要在21世纪中叶以后实现净负CO₂排放,这需要在很大程度上依赖CO₂移除措施。AR6对CO₂移除的主要评估结论如下：CO₂移除有潜力从大气中去除CO₂（高信度);如果CO₂移除量超过CO₂排放量,将实现净负CO₂排放,降低大气CO₂浓度,减缓海洋酸化（高信度);通过CO₂移除方法从大气中去除的CO₂会部分被海洋和陆地释放的CO₂抵消（非常高信度);如果净负CO₂排放可以实现并且持续,CO₂引起的全球升温趋势将会逐渐扭转,但是气候系统的其他变化（例如海平面升高）仍会在未来的几十年到千年尺度上持续（高信度);不同CO₂移除方法会对生物化学循环和气候产生广泛的影响,这些影响会加强或减弱CO₂移除的降温潜力,并且影响水资源、食物生产和生物多样性（高信度）。     

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。     

IPCC AR6报告关于气候恢复力发展的解读

文中对IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告关于气候恢复力发展（CRD）相关内容进行解读。CRD的概念最初由IPCC第五次评估报告（AR5）引入,AR6在AR5的基础上进行了更新,正式将CRD定义为实施温室气体减缓和适应措施的过程,以支持所有人的可持续发展。新的定义更加强调了公平性原则,并且在评估内容中对不同社会选择进行了细致的描述,增强了CRD的可操作性,也强调了其紧迫性与不可逆性。报告主要从适应的角度阐述了如何在人类系统和自然系统中促成CRD的实现：城市化趋势为CRD同时带来了机遇与挑战,城市化在加剧气候变化风险的同时也会通过带动周边乡村地区的适应行动来推动CRD;保护生态系统多样性有助于保护生态系统也有助于提高其自身的恢复力,但在较高温升水平下部分适应行动将会无法实施。AR6 WGII报告评估显示,比起AR5报告的时间节点（2014年）的评估结论,当前全球CRD行动更紧迫,实行有效的、公平的应对气候变化措施迫在眉睫。     

IPCC AR6报告解读：地球能量收支、气候反馈和气候敏感度

文中对IPCC第六次评估报告（AR6）第一工作组（WGI）报告的第七章关于地球能量收支、气候反馈和气候敏感度中的重要内容进行了凝练,并简要总结该方面的最新研究成果和结论。评估显示,自工业革命以来,人类活动造成的有效辐射强迫（ERF）为2.72 [1.96~3.48] W/m²,其中,均匀混合温室气体的贡献为3.32 [3.03~3.61] W/m²,气溶胶的贡献为-1.1 [-1.7~-0.4] W/m²。净的气候反馈参数为-1.16 [-1.81~-0.51] W/(m²∙℃),云仍然是气候反馈整体不确定性的最大来源。平衡态气候敏感度（ECS）和瞬态气候响应（TCR）可用于评估全球平均地表气温对强迫的响应,是衡量全球气候响应的有效手段。ECS和TCR的最佳估计分别为3.0 [2.0~5.0]℃和1.8 [1.2~2.4]℃。     

IPCC AR6报告解读：地下水

地下水已成为满足全球农业生产和生活用水需求的重要来源,也是实现联合国2030年可持续发展议程的关键资源。地下水的数量和质量会直接或间接地受到气候变化的影响。IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组报告对全球和区域历史时期及未来地下水变化趋势进行了评估。报告指出：(1)自21世纪初以来,由于地下水灌溉用水量增加,全球许多国家和地区地下水储量呈现下降趋势。(2)在气候变化背景下,地下水开采量将持续增加,包括全球主要含水层中不可再生的地下水。(3)在热带和半干旱地区,气候变化引起强降水发生频率加快,导致地下水补给量呈增加趋势;在高寒地区,受气候变化影响地下水主要补给期从春季向冬季演变,由于融雪周期和融雪量的减少造成高寒地区春季地下水补给量减少。在地下水退化区域开展渐进式生态修复,是应对气候变化和保障水安全的重要措施。     

IPCC AR6报告关于气候变化适应措施的解读

适应举措对降低人类和生态系统的气候变化风险有着积极的影响。IPCC第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告全面评估了适应的可行性和有效性,深入评估了适应局限性和不良适应。报告认为,个人、地方、区域和国家各级的适应行动都在增加,但是在做决策时需考虑不良适应的风险。报告从经济、技术、制度、社会、环境和地球物理这6个维度,对23个适应措施的可行性进行了评估;这些适应措施分布在陆地、海洋与生态系统,城乡与基础设施系统,能源系统以及跨部门等四大系统,其中,基于森林的适应、具有恢复力的电力系统、能源可靠性等适应措施具有高信度的高可行性。适应措施的可行性和有效性会随着气候变暖的增加而降低,需要采用多种措施来降低未来气候变化风险。     

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。     

IPCC AR6报告关于气候变化影响和风险主要结论的解读

文中对IPCC第六次评估报告第二工作组报告关于观测和预估的气候变化影响与风险方面的主要结论进行了解读。报告表明,气候变化已经对自然和人类系统造成了广泛的不利影响,尤其是气候变化下的复合风险和极端事件呈现日益加剧和频繁的趋势。目前,不同地区和部门的关键风险已多达127种,且随着气候变暖以及生态社会脆弱性的加剧,将对人类和生态系统造成更加普遍和不可逆的影响。相对第五次评估报告,本报告进一步扩展了风险的内涵,归纳了8个代表性关键风险,更加全面地评估了5个“关注理由”的风险水平,评估结果有利于加深对于气候变化影响的认识和及时制定行动对策。     

IPCC AR6报告解读：气候变化与人类健康

IPCC近期发布了第六次评估报告（AR6）第二工作组（WGII）报告《气候变化：影响、适应和脆弱性》,其中第7章“健康、福祉和不断变化的社区结构”评估了气候变化对人类健康和福祉的当前影响以及未来风险,提出了应对气候变化的解决方案和适应策略。报告明确指出,气候变化对气候敏感传染病和慢性非传染性疾病,以及精神心理健康等的威胁正在增加,并表现出复合暴露和连锁事件的风险,且预计未来风险还会随着全球变暖而进一步加剧。实施积极和有效的气候变化适应措施并快速采取行动,将会在很大程度上减少和避免气候变化导致的健康风险,但不会完全消除所有风险。报告凸显了气候变化健康影响的严重性和紧迫性,未来需要加大对健康领域适应气候变化的科技创新、规划、行动和资金支持。     

IPCC AR6报告解读：水循环变化

水循环在全球和区域气候变化中扮演重要角色,与全球变暖背景下水循环变化密切相关的淡水资源短缺、副热带干旱区扩张、极端旱涝灾害频发等问题日益突出,严重制约生态系统和人类社会的可持续发展。在IPCC第六次评估报告中,第一工作组首次单独设立一章,即第八章,用于系统性评估全球水循环变化。评估显示,自20世纪中叶以来,人类活动已经显著地改变了全球水循环,包括大气湿度和降水强度的整体性增加,全球干旱模态改变,南半球风暴轴向极地移动等。已经发生的水循环变化受到温室气体、气溶胶、土地利用在内的多种人类强迫的影响,而未来全球水循环变化将逐渐由温室气体主导。     

Effects of solar radiation modification on the ocean carbon cycle: An earth system modeling study

Solar radiation modification (SRM, also termed as geoengineering) has been proposed as a potential option to counteract anthropogenic warming. The underlying idea of SRM is to reduce the amount of sunlight reaching the atmosphere and surface, thus offsetting some amount of global warming. Here, the authors use an Earth system model to investigate the impact of SRM on the global carbon cycle and ocean biogeochemistry. The authors simulate the temporal evolution of global climate and the carbon cycle from the pre-industrial period to the end of this century under three scenarios: the RCP4.5 CO₂ emission pathway, the RCP8.5 CO₂ emission pathway, and the RCP8.5 CO₂ emission pathway with the implementation of SRM to maintain the global mean surface temperature at the level of RCP4.5. The simulations show that SRM, by altering global climate, also affects the global carbon cycle. Compared to the RCP8.5 simulation without SRM, by the year 2100, SRM reduces atmospheric CO₂ by 65 ppm mainly as a result of increased CO₂ uptake by the terrestrial biosphere. However, SRM-induced change in atmospheric CO₂ and climate has a small effect in mitigating ocean acidification. By the year 2100, relative to RCP8.5, SRM causes a decrease in surface ocean hydrogen ion concentration ([H⁺]) by 6% and attenuates the seasonal amplitude of [H⁺] by about 10%. The simulations also show that SRM has a small effect on globally integrated ocean net primary productivity relative to the high-CO₂ simulation without SRM. This study contributes to a comprehensive assessment of the effects of SRM on both the physical climate and the global carbon cycle.摘要太阳辐射干预地球工程是应对气候变化的备用应急措施. 其基本思路是通过减少到达大气和地表的太阳辐射, 从一定程度上抵消温室效应引起的全球变暖. 本研究使用地球系统模式模拟理想化太阳辐射干预方法对海洋碳循环的影响. 模拟试验中, 通过直接减少太阳辐射将RCP8.5 CO₂排放情景下的全球平均温度降低到RCP4.5情景下的温度. 模拟结果表明, 到2100年, 相对于RCP8.5情景, 减少太阳辐射通过增加陆地碳汇, 使大气CO₂浓度降低了65 ppm. 减少太阳辐射对海洋酸化影响很小. 到 2100 年, 相对于RCP8.5情景, 减少太阳辐射使海表平均氢离子浓度减少6%, pH上升0.03, 同时使海表平均氢离子浓度的季节变化振幅衰减约10%. 模拟结果还表明, 减少太阳辐射对全球海洋净初级生产力的影响较小. 本研究有助于深化我们对太阳辐射干预地球工程的气候和碳循环效应的认知和综合评估.     

太阳辐射管理地球工程对海洋酸化影响的模拟研究

研究地球工程对海洋酸化的影响对于评估地球工程对全球气候和环境的影响有重要意义。文中使用中等复杂程度的地球系统模式,模拟了典型CO₂高排放情景RCP8.5下,实施太阳辐射管理地球工程对海洋表面的pH和文石（碳酸钙的一种亚稳形态）饱和度的影响,并定量分析了各环境因子对海洋酸化影响的机理。模拟结果表明,在RCP8.5情景下,到2100年,相对于工业革命前水平,全球海洋表面平均pH下降了0.43,文石饱和度下降了1.77。相对于RCP8.5情景,2100年地球工程情景下全球海洋表面平均pH增加了0.003,而文石饱和度降低了0.16。地球工程通过改变溶解无机碳、碱度、温度等环境因子影响海洋酸化。相对于RCP8.5情景,实施地球工程引起的溶解无机碳浓度的增加使pH和文石饱和度均减小,碱度的增加使pH和文石饱和度均增大,温度的降低使pH增大而使文石饱和度减小。总体而言,太阳辐射管理地球工程可以降低全球温度,但无法减缓海洋酸化。     

CMIP6地球工程模式比较计划（GeoMIP）概况与评述

太阳辐射管理地球工程是应对气候变化的备用措施。地球工程模式比较计划（GeoMIP）是第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）的重要组成部分。GeoMIP设计了一系列理想化地球工程试验,包括直接减少太阳辐射强度、向平流层注入硫酸盐气溶胶、向海表上空云层注入气溶胶凝结核、增加海水反照率等。在GeoMIP的统一模拟框架下开展地球工程模拟试验,进一步揭示了不同地球工程措施对全球气候的影响和作用机理,从而帮助我们更好地认知气候系统对地球工程的响应过程。更多的中国气候模式参加GeoMIP将提升我国在地球工程研究和国际气候谈判中的国际影响力和话语权。     

气候变化与城市全要素生产率：理论与实证

利用1994—2014年中国城市数据探讨气候变化对城市全要素生产率（TFP）的影响。研究发现：气候变化（气温变化和降水量变化）对城市TFP均有负面影响,其中降水量的影响更显著,但对中国东部地区城市的TFP影响不明显;经济发展水平越高的城市,其TFP受气候变化的影响越小,而经济发展水平越低,这种影响就越显著;城市产业结构越趋合理,天气与气候的影响越低,反之则影响越大。其中降水量的变化对三大产业都有影响,对第一产业影响最显著。     

1961-2009年大同市太阳辐射变化特征及与气象要素的关系

在全球气候变暖背景下,地面接收太阳辐射总量发生改变,探讨自然和人为因素对其影响成为热点。利用线性趋势分析、M-K突变检验和小波分析等方法,分析了1961-2009年大同市地面接收太阳辐射的变化特征,验证地面接收太阳辐射的突变年份和周期变化及未来变化趋势,探讨太阳辐射与相关气象要素的关系。结果表明：近49 a大同市地面接收太阳辐射年平均值为5617.28 MJ/m²,整体呈现明显下降趋势,但2000年后又缓慢上升;大同市地面接收太阳总辐射在1975年发生突变;太阳总辐射的振荡周期为9a,现正处于太阳辐射偏高年份;日照时数逐年递减,地面接收太阳辐射减少,二者呈现显著正相关;降水量在波动中缓慢减少,而地面接收太阳辐射总量减少,二者呈现一定正相关;云量变化逐年减少,但与地面接收太阳辐射相关性不明显,气候的自然因素变化与地面接收太阳辐射的相关性较小。     

基于卫星遥感的植被NDVI对气候变化响应的研究进展

回顾了以往植被对气候响应的有关研究,从此类研究常使用的数据、方法及获取的结论3个方面进行了分析,重点阐述了归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index,NDVI）对降水、温度和辐射等气候因子的响应特征,并探讨了未来的发展趋势。结果表明,植被NDVI对降水的显著响应往往出现在干旱半干旱地区和干湿季气候差异明显地区,且具有一定的滞后特征,滞后的时间尺度与局地条件关系密切;温度成为植被NDVI 控制因子的情况常出现在温带或寒温带地区,与对降水的滞后响应相比,植被对于温度的滞后响应并不是特别明显;辐射对于植被的主导影响主要出现在低纬度的部分区域、高云量区域和高纬度地区的特定时间段内。认为量化人类在植被对气候变化响应过程中的作用,全球变暖情形下植被对气候响应特征的深入分析,以及植被受气候影响的多尺度特征可能是以后此类研究的发展方向。     

华北地区光合有效辐射的计算方法研究

2004年9月—2006年10月,选择华北地区的4个观测站开展了太阳辐射（光合有效辐射PAR、可见光辐射VIS、总辐射Q等）、气象参数等的综合测量,得到了PAR、VIS等的变化特征,结果表明：PAR/Q、VIS/Q、PAR/VIS相对稳定,有明显的日、逐日和季节变化,并受到水汽、散射因子、云等因素的影响。2004—2006年禹城、栾城、香河、兴隆地区VIS/Q,PAR/Q和PAR/VIS的平均值分别为0.39,1.95 mol/MJ和4.97 mol/MJ;0.39,1.94 mol/MJ和4.95 mol/MJ;0.43,2.16 mol/MJ和4.97 mol/MJ;0.42,2.03 mol/MJ和4.89 mol/MJ。建立了计算华北地区实际天气PAR、VIS小时累计值的经验公式及PAR与VIS转换关系式,计算值与观测值符合得都比较好。考虑水汽和散射因子时,PAR、VIS计算值与观测值的相对偏差分别为13.0%、12.4%。由于某些站点可能缺少直接或散射辐射,也可以只考虑水汽因子,此时,PAR、VIS的相对偏差分别为13.2%、12.8%。对于PAR、VIS的传输和计算来说,水汽因子的作用最为重要;散射因子的作用虽弱于水汽因子,但也不应该忽视。     

CMIP6二氧化碳移除模式比较计划（CDRMIP）概况与评述

地球工程是指通过人工方法在大规模尺度上干预气候系统,使地球气候降温的一种手段。CO₂移除是地球工程的主要途径之一。文中概述了CO₂移除地球工程的科学背景、各种CO₂移除方法的利弊、大尺度应用CO₂移除方法可能产生的气候效应和风险,以及CO₂移除方案在未来气候情景研究中的现状。在第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）框架下开展的CO₂移除模式比较计划（CDRMIP),为深入研究CO₂移除地球工程减缓气候变化的效能和气候系统对其的响应提供了统一试验方案和平台。CDRMIP的开展,对地球工程和气候变化研究具有重要的促进作用。