Implications of global emission policy scenarios for domestic agriculture: a New Zealand case study

Agricultural GHG mitigation policies are important if ambitious climate change goals are to be achieved, and have the potential to significantly lower global mitigation costs [Reisinger, A., Havlik, P., Riahi, K., van Vliet, O., Obersteiner, M., & Herrero, M. (2013). Implications of alternative metrics for global mitigation costs and greenhouse gas emissions from agriculture. Climatic Change, 117, 677–690]. In the post-Paris world of ‘nationally determined contributions’ to mitigation, the prospects for agricultural mitigation policies may rest on whether they are in the national economic interest of large agricultural producers. New Zealand is a major exporter of livestock products; this article uses New Zealand as a case study to consider the policy implications of three global policy scenarios at the global, national and farm levels. Building on global modelling, a model dairy farm and a model sheep and beef farm are used to estimate the changes in profit when agricultural emissions are priced and mitigated globally or not, and priced domestically or not, in 2020. Related to these scenarios is the metric or GHG exchange rate. Most livestock emissions are non-CO₂, with methane being particularly sensitive to the choice of metric. The results provide evidence that farm profitability is more sensitive to differing international policy scenarios than national economic welfare. The impact of the choice of metric is not as great as the impact of whether other countries mitigate agricultural emissions or not. Livestock farmers do best when agricultural emissions are not priced, as livestock commodity prices rise significantly due to competition for land from forestry. However, efficient farmers may still see a rise in profitability when agricultural emissions are fully priced worldwide.

Policy relevance

Exempting agricultural emissions from mitigation significantly increases the costs of limiting warming to 2 °C, placing the burden on other sectors. However, there may be a large impact on farmers if agricultural emissions are priced domestically when other countries are not doing the same. The impacts of global and national climate policies on farmers need to be better understood in order for climate policies to be politically sustainable. Transitional assistance that is not linked to emission levels could help, as long as the incentives to mitigate are maintained. In the long run, efficient farmers may benefit from climate policy; international efforts should focus on mitigation options and effective domestic policy development, rather than on metrics.     

气候变化对汉江上游径流的影响

根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

降雪含水比研究进展

降雪深度预报与定量降水预报(QPF)一样是冬季天气预报最重要的业务之一,而降雪含水比是降雪深度预报中所必须的重要参数,国外一般多将其称为snow-to-liquid ratio(SLR)。本文回顾了过去几十年来国内外在SLR的变化特征、影响因素等方面的主要研究进展,并对其预报技术和方法进行了总结和比较。研究表明:SLR具有明显的时间变化,并且存在季节和空间分布差异;大气温度和相对湿度是影响SLR的两个最重要气象因子,气压、垂直运动等气象因素,以及地表风、积雪自重、太阳辐射和积雪融化也会不同程度地影响SLR;随着预报技术的发展,SLR的预报方法可概括为气候学的、统计学的和基于物理基础的三类预报方法,气候学方法过于简单化,统计学方法的应用提高了SLR的预报能力,但仍无法摆脱统计方法自身的缺陷,比较而言,基于数值模式的瞬时预报更符合未来雪深预报业务的精细化发展趋势;目前,国内降雪深度观测资料较少、观测频率较低,有效开展地面降雪和探空加密观测,解决观测资料不足是今后SLR研究中亟待解决的问题;基于数值天气预报业务模式,探索气象因子对SLR的影响机理,建立适合我国冬季天气预报业务需求的降雪预报系统是未来的发展方向。     

气候变化的影响归因：来自IPCC AR6 WGⅡ的新认知

归因(Attribution)包括气候变化归因(Climate change attribution)、影响归因(Impact attribution)和天气敏感性识别(Identification of weather sensitivity)等三个方面。IPCC第六次评估报告第二工作组报告(AR6 WGⅡ)沿用了第五次评估报告第二工作组报告(AR5 WGⅡ)中关于气候变化影响归因的定义,认为气候变化影响归因评估气候系统变化对观测到的自然、人类或受管理系统变化的贡献程度。IPCC AR6 WGⅡ提出了在影响归因中构建“无气候变化基准期”(no-climate change baseline)的基本研究思路,总结了气候变化对陆地生态系统、海洋生态系统、海岸系统、水系统、食物系统、人类社会影响归因研究的重要进展。相比于AR5 WGⅡ,AR6 WGⅡ更加具体地描述了气候变化对自然、人类或受管理系统的影响程度,部分评估结论的信度也得到了提升,且在气候变化的社会影响方面给出了更多的证据。尽管气候变化影响归因方面取得了一定进展,但AR6 WGⅡ指出仍需要更多高质量的数据、更有效的气候变化影响量化...     

赤道印度洋海温偶极子型振荡及其气候影响

对近百年观测资料的分析表明赤道印度洋海温(SST)确实存在着偶极子型振荡的变化特征,它在9～11月最强,而在1～4月最弱;年际变化(4～5年周期)和年代际变化(主要为20～25年周期)也十分清楚.这个偶极子主要有正位相型(海温西高东低)和负位相型(海温东高西低);一般正位相型的振幅强于负位相型.尽管在极个别年赤道印度洋海温偶极子似乎与太平洋ENSO无关,但总体而论,赤道印度洋海温偶极子与赤道太平洋海温偶极子(类似ENSO)有很好负相关.它们的联系主要是赤道大气纬向(Walker)环流.资料分析表明,赤道印度洋海温偶极子与亚洲南部流场、青藏高压和西太平洋副高都有明显关系,表明它对亚洲季风活动有重要影响.     

气候变化对汉江上游径流的影响

 根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

气候变化对我国江南双季稻生产可能影响的数值模拟研究

在利用田间试验资料对双季稻生长动力（态）模拟模型进行验证的基础上,将基于GCMs的输出和历史气候资料相结合的气候变化情景与双季稻模式相连接,就气候变暖对我国江南双季稻主产区水稻生产的可能影响进行网格化定量模拟和客观评估,并就调整对策（改变播种日期和种植品种）在减缓气候变暖对双季稻生产影响中的作用作了初步的探讨。结果表明,在未来可能的气候变化情景下,若维持目前的品种和生产技术措施,双季稻产量将有不同程度的下降。产量变化的地域分布既有一定的规律性,又体现出气候变化影响的复杂性。适应对策分析表明,改种长生育期的     

污染源、气象条件变化对我国SO2浓度及硫沉降量分布的影响

用三维欧拉型污染物长距离输送模式,模拟了中国大陆SOx的分布,并采用不同时期(1975、1980、1987年)的污染源与气象场资料,分析了污染源与气象条件变化对SOx分布产生的影响.研究表明,在该期间中国SOx污染比较严重的地区,气象条件变化导致SO2浓度和硫沉降量的相对变化通常在20%左右;污染源对SO2浓度与硫沉降量的作用通常大于气象条件,污染源变化产生的SO2浓度与硫沉降量的相对变化率为气象条件变化的几倍,甚至1～2个量级,尤其SOx污染比较严重的地区更为明显;但对西北及青藏高原地区,在源排放量变化不大,而气象条件变化较显著时,气象条件的作用通常大于排放源的影响.     

火山活动对气候的影响

重大的火山喷发对气候的影响表现为地面温度降低，由于火山喷发存在季节、纬度和强度的差异，因此喷发物的空间分布特征不同，对辐射的影响也不同，降温出现的时间和降温的幅度不一致。中高纬喷发的火山主要影响发生喷发的半球，而中低纬的喷发可影响到全球，且影响时间较长；不同季节的火山喷发后，高纬度的温度响应较低纬明显，夏季的温度响应较冬季明显。有关火山活动对降水的影响目前已有了一些研究，但由于降水序列中火山信号较弱，同时还有ENSO等其他因子的影响，客观地分辨出火山的影响较复杂，目前尚无一致结论。     

城市化对珠江三角洲强雷暴天气的可能影响

通过对2004年8月11日午后发生在珠江三角洲地区的一次强雷暴天气的高分辨数值模拟,研究了城市化发展可能对雷暴活动的影响问题,主要考察了与城市土地利用类型改变相关的“城市热岛”的形成和演变特征,城区粗糙度增大可能引起的低层辐合的增强过程,及其与雷暴发展强度变化的关系。结果表明:模拟的雷暴发展和演变过程与这一地区城市化的发展有密切的联系。引进了更加真实的关于珠江三角洲地区的土地利用类型资料之后,耦合了陆面模式Noah LSM的MM5模式可以更加成功地模拟出强雷暴天气的发展和演变过程。雷暴系统移经主要城市区后在珠江口西岸的增强过程与这一地区“城市热岛”的效应有关。中午时热岛开始形成于广州城区的上空,之后向南移动,范围扩大。另外,城区粗糙度增大引起的低层辐合增强可能在雷暴发展和演变过程中也起到了作用。模拟的与城市影响有关的低层辐合主要位于500 m以下的近地面层,开始时形成于城市的上风方向,并在下风方向增强, 由此引起的强烈上升运动有利于新的对流的启动和发展,促使雷暴强度增强。