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8月9日，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)（IPCC）發(fā)布報(bào)告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》，報(bào)告顯示，亞洲地區(qū)觀測(cè)到的平均溫度的升高，已經(jīng)超出自然變率的范疇，極端暖事件在增加、極端冷事件在減少，這一趨勢(shì)未來(lái)將延續(xù)，而海洋熱浪將繼續(xù)增加。
科學(xué)界在以下關(guān)鍵結(jié)論上形成共識(shí)：
報(bào)告基于最新的數(shù)據(jù)和方法，更新了關(guān)于氣候變化基本事實(shí)的評(píng)估、以及關(guān)于人類活動(dòng)如何影響氣候變化的最新認(rèn)知；采用新一代地球/氣候系統(tǒng)模式，綜合觀測(cè)約束等新技術(shù)，提供了基于最新的排放情景的氣候變化預(yù)估結(jié)果；提供了支撐風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)域適應(yīng)的氣候信息；針對(duì)限制未來(lái)氣候變化，從碳排放——特別是碳收支剩余空間估算等角度提供了最新評(píng)估結(jié)果。
報(bào)告引用了14,000多篇科學(xué)論文，是氣候科學(xué)界的重磅之作。該報(bào)告的首份草案得到來(lái)自750位專家的23,462條評(píng)審意見(jiàn)，第二版草案得到來(lái)自各國(guó)政府和1,279位專家評(píng)審的51,387條評(píng)審意見(jiàn)，最后向政府代表分享的 “決策者摘要” 收到來(lái)自47個(gè)政府的3,000多條意見(jiàn)。
上世紀(jì)80、90年代，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)可能的氣候危機(jī)，歐洲學(xué)者首先提出，將全球氣溫上升整體控制在相對(duì)工業(yè)化前不超過(guò)2℃，并提出，每十年溫升不超過(guò)0.1℃，認(rèn)為這是地球可以容忍的上限 [2]。隨后，有學(xué)者提出 “紅綠燈系統(tǒng)”，用 “紅燈” 表示氣候變化對(duì)社會(huì)有嚴(yán)重干擾，“黃燈” 表示氣候變化處于示警狀態(tài)，在 “黃燈” 和 “紅燈” 之間的界限采用了2℃ [3]。此后，眾多氣候變化會(huì)議都強(qiáng)調(diào)了這一目標(biāo)的重要性。
2009年，在哥本哈根召開(kāi)的《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第15次締約方會(huì)議（簡(jiǎn)稱 “第15屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)”，COP15），把這一目標(biāo)寫入《哥本哈根協(xié)定》，但是，大會(huì)未能就協(xié)定達(dá)成一致，也就是說(shuō)該協(xié)定沒(méi)有法律約束力。
在哥本哈根大會(huì)上，一些島嶼國(guó)家認(rèn)為2℃目標(biāo)也不能接受，提出1.5℃的溫升也足以威脅到他們的生存。2010年，在墨西哥海濱城市坎昆舉行的第16屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)上，小島國(guó)家聯(lián)盟重申了這一主張。此后，一些欠發(fā)達(dá)國(guó)家也加入進(jìn)來(lái)，堅(jiān)持將長(zhǎng)期氣候目標(biāo)定為全球溫升不超過(guò)1.5℃。
2015年，第21屆聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)通過(guò)了《巴黎協(xié)定》，把 “相對(duì)于工業(yè)化前的全球平均溫升水平控制在2°C以內(nèi)，并努力爭(zhēng)取控制在 1.5°C以內(nèi)” 寫入?yún)f(xié)定，從此，1.5℃成為在2℃基礎(chǔ)上一個(gè)新增的、更加嚴(yán)格的氣候目標(biāo)。
需要注意的是，1.5oC和2oC溫控目標(biāo)，是COP21會(huì)議上由各國(guó)政府確定的政治目標(biāo)，不是由IPCC設(shè)定的溫控目標(biāo)，盡管各國(guó)政府在達(dá)成共識(shí)的過(guò)程中參考了IPCC評(píng)估報(bào)告的相關(guān)科學(xué)內(nèi)容。
本次報(bào)告基于觀測(cè)資料的最新評(píng)估顯示，2011-2020年全球表面溫度要比1850-1900年暖1.09°C，其中，陸地增溫的幅度是1.59°C，要強(qiáng)于海洋0.88°C的增溫幅度。可見(jiàn)，當(dāng)前全球平均的溫升水平已經(jīng)達(dá)到了1.09°C，距離1.5℃的目標(biāo)并不遙遠(yuǎn)。
圖1: 全球溫度歷史變化及最近增暖的原因（均為相對(duì)于1850-1900年基準(zhǔn)態(tài)的異常值)：說(shuō)明人類活動(dòng)正在以過(guò)去2000年來(lái)前所未有的速率令全球增暖
左圖：古氣候記錄重建的全球溫度變化（實(shí)灰線，1-2000年）和直接觀測(cè)的結(jié)果（實(shí)黑線，1850-2020年），左邊的柱狀圖表示發(fā)生在6500年前的最近100,000年間最暖的幾百年的溫度異常。
右圖：過(guò)去170年全球表面溫度的變化（黑線），CMIP6氣候模式的模擬結(jié)果，棕色為同時(shí)考慮人為和自然驅(qū)動(dòng)因子的結(jié)果，綠色為只考慮自然驅(qū)動(dòng)因子（太陽(yáng)和火山活動(dòng)）的結(jié)果。陰影區(qū)表示不確定性范圍。(引自AR6圖 SPM.1)
而未來(lái)如何，將取決于今后幾十年人類社會(huì)采取怎樣的減排行動(dòng)。
IPCC第六次評(píng)估報(bào)告給出了多種排放情景下的氣候預(yù)估結(jié)果，預(yù)估結(jié)果稱，未來(lái)20年全球平均溫度較之1850-1900年的溫升幅度，將會(huì)達(dá)到或超過(guò)1.5oC，2021-2040年全球平均溫度非?？赡艿姆秶?.2oC-1.9oC。
如果我們快速減少溫室氣體排放、在2050年前后實(shí)現(xiàn)二氧化碳凈零排放，那么，到本世紀(jì)末，非?？赡艿氖侨蚱骄鶞厣扔型豢刂圃?oC以內(nèi)；多半可能的是，全球平均溫升幅度將低于1.6oC、并且在本世紀(jì)末減少到1.5oC。
需要說(shuō)明的是，在未來(lái)幾年，不排除在某一年全球平均溫升可能會(huì)超過(guò)1.5oC，但這和IPCC報(bào)告所說(shuō)的1.5oC溫升目標(biāo)不是一回事情，評(píng)估報(bào)告關(guān)注的是10年或者20年平均的長(zhǎng)期氣候狀況，實(shí)際的氣候系統(tǒng)存在年到年的波動(dòng)。
氣候變化將令全球水循環(huán)增強(qiáng)，增加強(qiáng)降水和洪澇災(zāi)害，同時(shí)，在許多地區(qū)又會(huì)帶來(lái)強(qiáng)干旱。氣候變化將影響降水，總體趨勢(shì)是高緯度地區(qū)的降水將增加、副熱帶許多地區(qū)的降水將減少，季風(fēng)區(qū)降水整體上將增加，但具體表現(xiàn)因地區(qū)而異。
未來(lái)，全球的沿岸地區(qū)都將受到海平面升高的影響，低地區(qū)域?qū)⒃馐芨鼮轭l繁的洪澇災(zāi)害和更為嚴(yán)重的海岸線侵蝕。持續(xù)的增暖將加速多年凍土的融化，造成季節(jié)性積雪的消失、冰川和雪蓋的融化，以及夏季北極海冰的減少。
氣候變化對(duì)海洋的影響包括溫度增暖、更為頻繁的海洋熱浪、海洋的酸化以及含氧量的降低，這將對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)以及依賴于海洋生態(tài)系統(tǒng)的人類生活造成影響。
城市是受到氣候變化影響顯著的區(qū)域之一，城鎮(zhèn)化將令熱浪的強(qiáng)度增強(qiáng)、頻率增加，使得城市區(qū)域及其下游地區(qū)的平均降水和極端降水增加。對(duì)于沿海城市，更為頻繁的極端海平面升高事件，和極端降水事件一起，將增加洪水暴發(fā)的可能性。
對(duì)于亞洲地區(qū)，觀測(cè)到的平均溫度的升高，已經(jīng)超出自然變率的范疇，極端暖事件在增加、極端冷事件在減少，這一趨勢(shì)未來(lái)將延續(xù)。海洋熱浪將繼續(xù)增加。
在亞洲北部，火災(zāi)易發(fā)的季節(jié)將延長(zhǎng)，火災(zāi)天氣的強(qiáng)度將增加。亞洲大部分地區(qū)平均降水和強(qiáng)降水都將增加。在亞洲中部和北部，平均風(fēng)速在減少并將繼續(xù)減少。冰川在融化，多年凍土在消融。到21世紀(jì)中期，季節(jié)性積雪的持續(xù)時(shí)間、冰川物質(zhì)和多年凍土的范圍將進(jìn)一步減少，高山區(qū)域的冰川融水徑流將在近期增加，但隨后又將減少。
相較于全球平均狀況，亞洲地區(qū)的海平面升高速度更快，導(dǎo)致了海岸線的退縮。未來(lái)，區(qū)域平均海平面高度將繼續(xù)抬升，給沿海城市帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。
圖2：年平均溫度的變化：說(shuō)明伴隨著每一單位的全球變暖增加，溫度變化在區(qū)域尺度上表現(xiàn)得更強(qiáng)
圖a: 觀測(cè)和模擬的年平均溫度變化比較，左圖為觀測(cè)值（1950-2020年），右圖為模擬值（多模式集合結(jié)果），均為伴隨全球增暖1oC時(shí)局地溫度的變化
圖b: 模擬的相對(duì)于1850-1900年基準(zhǔn)態(tài)當(dāng)全球增暖1.5oC、2.0oC和4oC時(shí)年平均溫度變化的空間分布（引自AR6的圖SPM.5a,b）
氣候變化的檢測(cè)和歸因研究是互為一體的，只有從觀測(cè)記錄中檢測(cè)到某個(gè)氣候要素發(fā)生了統(tǒng)計(jì)意義上顯著的變化，我們才能進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行歸因，尋找人類活動(dòng)的影響。
氣候歸因研究的發(fā)展，可以概括為三個(gè)方面——
以上三個(gè)方面的發(fā)展，受益于歸因方法的發(fā)展，特別是基于物理過(guò)程的歸因方法的發(fā)展，是歸因方法學(xué)的一個(gè)重要進(jìn)步，為歸因結(jié)論提供了可靠的物理基礎(chǔ)。隨著觀測(cè)資料的增加和質(zhì)量的提高、數(shù)值模擬歸因試驗(yàn)的數(shù)據(jù)增加、更多歸因方法的發(fā)展和應(yīng)用以及對(duì)物理機(jī)制認(rèn)識(shí)的深入，目前歸因研究的信度整體有顯著提高。
頻發(fā)的極端事件與氣候變化之間是否有明確而直接的因果關(guān)系，取決于事件的類型和發(fā)生區(qū)域，報(bào)告對(duì)此做出了全面評(píng)估。目前，關(guān)于幾類典型的極端事件歸因的認(rèn)知水平可概括如下：
1. 極端溫度：1950年代以來(lái)，全球大部分陸地經(jīng)歷了熱浪頻率和強(qiáng)度的增加、寒潮頻率和強(qiáng)度的減弱，人類活動(dòng)對(duì)此有主要貢獻(xiàn)，這一歸因結(jié)論具有高信度（high confidence）。
2. 極端降水和干旱：與極端溫度相比，極端降水和干旱的歸因結(jié)論信度相對(duì)較低，這是由于降水觀測(cè)資料不足、極端降水物理過(guò)程復(fù)雜、氣候內(nèi)部變率影響大、模式模擬能力有限等因素共同導(dǎo)致的。1950年代以來(lái)，大部分有觀測(cè)資料的陸地地區(qū)經(jīng)歷了極端降水頻率和強(qiáng)度的增加（高信度），人類活動(dòng)引起的氣候變化有可能（likely）是主要的驅(qū)動(dòng)因子。
3. 熱帶氣旋：對(duì)于熱帶氣旋的歸因，極大地受到觀測(cè)資料和模式模擬能力的限制?；谀壳搬槍?duì)幾次熱帶氣旋的事件歸因，結(jié)合物理過(guò)程分析，認(rèn)為人為氣候變化增加了熱帶氣旋帶來(lái)的強(qiáng)降水（高信度）。
4. 復(fù)合型極端事件：人類活動(dòng)有可能增加了1950年代以來(lái)復(fù)合型極端事件的發(fā)生概率，包括全球尺度上高溫-干旱復(fù)合事件的增加（高信度）、部分地區(qū)火災(zāi)天氣的增加（中等信度）、部分地區(qū)復(fù)合型洪澇事件的增加（中等信度）。
19世紀(jì)末，人們認(rèn)識(shí)到二氧化碳是一種溫室氣體的時(shí)候，“氣候敏感度” 問(wèn)題就被提出來(lái)了，在同樣的溫室氣體強(qiáng)迫下，升溫越高，意味著氣候?qū)Χ趸嫉脑黾釉矫舾小?/p>
氣候敏感度有多大，長(zhǎng)期以來(lái)是氣候變化研究的核心問(wèn)題，它關(guān)系到氣候變化及其影響應(yīng)對(duì)的方方面面，氣候敏感度越高，升溫越高越快，生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)適應(yīng)氣候變化的難度就越大；對(duì)于控制未來(lái)升溫幅度來(lái)說(shuō)，氣候敏感度越高，也意味著未來(lái)碳排放的空間越低，人類社會(huì)的減排壓力會(huì)更大。
這里需要特別厘清兩個(gè)概念，平衡態(tài)氣候敏感度（ECS）和累積二氧化碳排放的瞬時(shí)氣候響應(yīng)（TCRE）。
前者是指在大氣中二氧化碳濃度當(dāng)量翻倍之后，年全球平均表面溫度的變化；后者指的是單位累計(jì)二氧化碳排放，造成的瞬時(shí)全球平均表面溫度的變化。
平衡態(tài)氣候敏感度，刻畫(huà)的是全球溫度對(duì)大氣二氧化碳濃度（或二氧化碳輻射強(qiáng)迫）的敏感性，主要用于氣候系統(tǒng)能量收支相關(guān)的研究；累積二氧化碳排放的瞬時(shí)氣候響應(yīng)，刻畫(huà)的是全球溫度對(duì)從工業(yè)革命以來(lái)人為二氧化碳累積排放的敏感性，包含了累積二氧化碳排放滯留在大氣中份額的信息和瞬時(shí)氣候響應(yīng)的信息，該指標(biāo)主要用于碳排放及其相關(guān)影響的研究。
從名稱上可以看出，兩者所涵蓋的時(shí)間尺度不同。平衡態(tài)氣候敏感度，強(qiáng)調(diào)平衡態(tài)，也就是氣候系統(tǒng)在新的二氧化碳濃度下最終達(dá)到新的完全平衡時(shí)的溫度變化，這個(gè)過(guò)程需要上千年。而累積二氧化碳排放的瞬時(shí)氣候響應(yīng)，則是相對(duì)工業(yè)革命前人為活動(dòng)累積二氧化碳排放達(dá)到1000Gt時(shí)全球平均近地面溫度的變化，這個(gè)升溫涉及的尺度在幾十到上百年，雖然氣候系統(tǒng)并沒(méi)有達(dá)到完全平衡，但是目前人類社會(huì)最關(guān)心、減排需求最迫切的時(shí)間尺度。
最新報(bào)告基于多種證據(jù)來(lái)源，認(rèn)為平衡態(tài)氣候敏感度最佳估計(jì)值為3℃，可能范圍為2.5~4℃（高信度），與第五次評(píng)估報(bào)告相應(yīng)估算結(jié)果1.5°C~4.5°C相比縮小了范圍。
在累積二氧化碳排放的瞬時(shí)氣候響應(yīng)的估算方面，最新報(bào)告再次確認(rèn)累積碳排放與全球平均升溫存在近似線性的關(guān)系，具體是每排放1000Gt二氧化碳全球平均溫度升高約0.27~0.63℃，最佳估計(jì)為0.45℃。相對(duì)于第五次評(píng)估報(bào)告的估算結(jié)果（0.22~0.68 ℃/1000 Gt二氧化碳），最新報(bào)告給出的不確定性范圍更小。
累積二氧化碳排放的瞬時(shí)氣候響應(yīng)和溫升幅度之間的關(guān)系說(shuō)明，實(shí)現(xiàn)人為二氧化碳的凈零排放是控制人為溫升的必要條件，而將全球溫升限制在某一水平，意味著確定的累積碳排放總量，扣除掉人類活動(dòng)已經(jīng)排放的部分，剩下的就是未來(lái)碳排放的空間。
根據(jù)第六次評(píng)估報(bào)告的估算，在1.5℃溫升閾值下，從2020年開(kāi)始剩余碳排放空間的中位數(shù)為500 Gt二氧化碳；在2℃溫升閾值下，剩余碳排放空間的中位數(shù)為1350 Gt二氧化碳。
另外，非二氧化碳溫室氣體會(huì)引起氣候變暖，如果不能有效控制，將會(huì)侵占二氧化碳的排放空間。非二氧化碳溫室氣體減排力度的強(qiáng)與弱，能夠使得剩余碳排放空間增加或減少220 Gt二氧化碳。而伴隨著碳的減排，氣溶膠排放也將減少，這一方面有利于空氣質(zhì)量的改善，同時(shí)也會(huì)造成增暖效應(yīng)。為了抵消這一效應(yīng)，需要加大非二氧化碳溫室氣體（如甲烷、一氧化二氮等）的減排力度。
圖3：累積二氧化碳排放和全球溫度升高的準(zhǔn)線性關(guān)系
上圖: 歷史資料（細(xì)黑線）顯示從1850-2019年觀測(cè)的全球平均表面溫度和歷史累積二氧化碳排放的關(guān)系。彩色區(qū)域表示不同情景下預(yù)估的全球平均溫度變化和累積二氧化碳排放的關(guān)系。
下圖：歷史和不同排放情景下預(yù)估的累積二氧化碳量（單位:GtCO2） (引自AR6 圖SPM Fig.10)
自工業(yè)革命以來(lái)，大氣中溫室氣體濃度持續(xù)上升。通過(guò)化石燃料燃燒和土地利用，人類活動(dòng)排放的二氧化碳一部分被陸地和海洋吸收，一部分滯留在大氣中，造成大氣中二氧化碳濃度持續(xù)增長(zhǎng)。
2019年，大氣二氧化碳濃度已經(jīng)達(dá)到410 ppm，相對(duì)于工業(yè)革命前增加了47%。這個(gè)二氧化碳濃度在過(guò)去的至少兩百萬(wàn)年間是最高的。在過(guò)去10年（2010-2019），人類活動(dòng)每年平均向大氣排放約40Gt的二氧化碳，其中54%被陸地和海洋吸收。
與低排放情景相比，在高排放情景下，陸地和海洋將吸收更多的二氧化碳。但是，隨著累積二氧化碳排放量的增加，陸地和海洋吸收二氧化碳的效率會(huì)降低。到2100年，在低排放情景下，約70%的累積二氧化碳排放將被陸地和海洋吸收；而在高排放情景下，僅有約40%的累積二氧化碳排放將被陸地和海洋吸收。
減緩全球變暖需要大幅度、迅速和持續(xù)地減少二氧化碳等溫室氣體的排放。
在大幅度減排的基礎(chǔ)上，通過(guò)人為增加陸地和海洋碳匯（例如植樹(shù)造林、增加海水堿性、恢復(fù)海岸帶生態(tài)系統(tǒng)等），或直接從大氣中捕捉二氧化碳的二氧化碳移除方法，有潛力使大氣二氧化碳濃度降低。IPCC氣候變化情景預(yù)測(cè)中用到的控溫1.5或2°C的低排放情景，將在很大程度上依賴于二氧化碳移除方法。如果移除的二氧化碳比排放的二氧化碳多，將會(huì)產(chǎn)生凈的二氧化碳負(fù)排放，減少大氣二氧化碳濃度。
另一種減緩全球變暖的可能措施是太陽(yáng)輻射干預(yù)，即通過(guò)人工方法，減少到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射（例如向平流層注入硫酸鹽氣溶膠、增加陸地表面和海水的反照率等），或者增加逃逸到太空的長(zhǎng)波輻射（例如減少高層卷云）。太陽(yáng)輻射干預(yù)方法，有潛力減緩溫室氣體增加引起的部分氣候變化，但是對(duì)氣候系統(tǒng)影響有很大的區(qū)域差異，無(wú)法完全抵消溫室氣體增加對(duì)氣候變化的影響。另一方面，太陽(yáng)輻射干預(yù)不能減少大氣二氧化碳濃度，因此無(wú)法抑制海洋酸化。
需要強(qiáng)調(diào)的是，二氧化碳移除和太陽(yáng)輻射干預(yù)作為大幅度減排的可能輔助措施，都不能替代溫室氣體減排。目前，沒(méi)有任何一種二氧化碳移除和太陽(yáng)輻射干預(yù)方法被證明可以在大范圍內(nèi)實(shí)施，有效減緩全球變暖。而且，不同的二氧化碳移除和太陽(yáng)輻射干預(yù)方法都有不同的副作用。大幅度，快速，持續(xù)的減少溫室氣體排放是減緩全球變暖的最安全措施。
參考文獻(xiàn)
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