《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》解讀

8月9日，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）發(fā)布第六次評估周期第一工作組報告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》及決策者摘要。

 

報告以2013年IPCC第五次評估周期第一工作組報告《氣候變化2013：自然科學(xué)基礎(chǔ)》和2018年以來IPCC第六次評估周期三個特別報告《全球1.5℃增暖》《氣候變化中的海洋和冰凍圈》《氣候變化與陸地》為基礎(chǔ)，提供了對全球氣候系統(tǒng)科學(xué)認(rèn)知的全面更新，由234名作者完成，并獲得了195個國家政府的通過。報告全面評估了當(dāng)前氣候系統(tǒng)（尤其是區(qū)域氣候系統(tǒng)）的狀態(tài)，預(yù)估了未來氣候的變化及可能的風(fēng)險，以及限制人為因素引起的氣候變化等內(nèi)容。

 

人為影響下全球變暖提速

 

從全球氣候變化看，自1750年以來，由人類活動造成的全球溫室氣體濃度增加導(dǎo)致大氣圈、海洋圈、冰凍圈和生物圈均發(fā)生了廣泛而迅速的變化，其規(guī)模及現(xiàn)狀是過去幾個世紀(jì)甚至幾千年來所未有的。

 

具體而言，當(dāng)前全球大氣中二氧化碳平均濃度（為410ppm）達(dá)到過去200萬年來的最高位；全球表面溫度升溫速率（近50年）為過去2000年中最快，其中陸地增溫幅度高于海洋，全球大部分陸地區(qū)域的極端高溫（包括熱浪）頻率和強(qiáng)度增加，而極端低溫（包括寒潮）頻率和強(qiáng)度減弱；全球陸地平均降水量（近40年）增加速率加快，強(qiáng)降水事件的頻率和強(qiáng)度都有所增加；中緯度風(fēng)暴路徑向極移動，趨勢具明顯的季節(jié)性。

 

全球海洋持續(xù)變暖，自20世紀(jì)80年代以來，海洋熱浪的頻率幾乎翻了一倍，開闊海洋表層pH值（氫離子濃度指數(shù)）呈持續(xù)下降趨勢；北極海冰面積在所有月份均下降，其中夏季下降幅度最大，近10年北極夏季海冰面積可能處于過去1000年最低位。

 

全球幾乎所有冰川均在退縮，從1992年~1999年到2010年~2019年，冰蓋消失的速度增加了4倍。氣候變暖下的海洋熱膨脹和冰川冰蓋融化導(dǎo)致全球海平面上升，自1900年以來，海平面上升速率超過3000年內(nèi)的任何一個世紀(jì)。

 

陸地生物圈的變化與全球變暖一致，20世紀(jì)中葉以來，南北半球的氣候區(qū)均向極地移動，北半球溫帶地區(qū)的生長季節(jié)平均每十年延長2天。土地蒸散發(fā)的增加也加劇了一些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生態(tài)干旱。人類活動是這些變化的主要驅(qū)動力，并可能增加了復(fù)合型極端事件發(fā)生的概率。

 

百年至千年時間尺度海平面上升不可逆轉(zhuǎn)

 

在二氧化碳排放量不斷增加的情況下，陸地和海洋在減緩大氣中二氧化碳積累方面的效果會降低。

 

中等排放情景下，全球陸地和海洋吸收二氧化碳的速率將在本世紀(jì)后半葉出現(xiàn)下降趨勢。在所有排放情景下，全球表面溫度至少到本世紀(jì)中葉都將持續(xù)升高，除非在未來幾十年內(nèi)大幅減少溫室氣體排放，否則21世紀(jì)末全球變暖均將超過1.5℃和2℃。

 

隨著全球變暖的加劇，極端高溫、海洋熱浪、強(qiáng)降水的頻率和強(qiáng)度，以及強(qiáng)熱帶氣旋的比例均增加，北極海冰、積雪和永久凍土減少。一些中緯度和半干旱地區(qū)，以及南美季風(fēng)區(qū)，極端高溫升幅大約是全球升溫速度的1.5~2倍；北極極端低溫升幅約為全球變暖速度的3倍。

 

熱帶海洋和北極海洋熱浪的頻率增加更為顯著。預(yù)計全球每升溫1℃，極端日降水事件將增加約7%。強(qiáng)熱帶氣旋（4~5類）的比例和超強(qiáng)熱帶氣旋的最大風(fēng)速預(yù)計將在全球范圍內(nèi)增加。所有情景下，北極在2050年之前可能至少出現(xiàn)一次無冰（海冰面積低于100萬平方千米）。

 

至21世紀(jì)末，海洋層化、酸化和脫氧將繼續(xù)增加，由于海洋持續(xù)變暖和冰川冰蓋加速融化，海平面將持續(xù)上升。這些變化在百年至千年時間尺度上不可逆轉(zhuǎn)。與1995年~2014年相比，2100年全球平均海平面在中排放情景和高排放情景下分別上升0.44~0.76米、0.63~1.01米；2150年，在中排放和高排放情景下分別上升0.66~1.33米、0.98~1.88米；考慮到冰蓋過程的不確定性，高排放情景下，2100年和2150年全球海平面上升幅度甚至可能達(dá)到2米和5米。

 

氣候系統(tǒng)內(nèi)部變異引發(fā)巨大風(fēng)險

 

除人為因素對長期變化的影響，自然驅(qū)動因子及其內(nèi)部變異對氣候系統(tǒng)產(chǎn)生持續(xù)影響，如全球溫度年代際變異、 降水和季風(fēng)異常等。

 

隨著全球變暖，氣候系統(tǒng)平均狀態(tài)、氣候事件和極端事件都將發(fā)生多種變化，包括平均表面溫度、相對海平面等35個氣候影響驅(qū)動因子（其中30個與陸地和海岸帶相關(guān)，5個與開闊大洋相關(guān)）的變化，且在高升溫情景下更為顯著。熱相關(guān)氣候影響驅(qū)動因子將增多，冷相關(guān)氣候影響驅(qū)動因子將減少，尤其是在永久凍土、積雪、冰川冰蓋、湖泊和北極海冰區(qū)域。極端高溫出現(xiàn)頻率將增加，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類健康；熱帶氣旋、溫帶氣旋和區(qū)域強(qiáng)降雨強(qiáng)度增加，河流洪水、干旱、野火頻率增加，上述變化在2℃升溫情景下比1.5℃升溫情景下更為顯著，且范圍更大。

 

21世紀(jì)，全球絕大部分區(qū)域的平均海平面將持續(xù)上升，極端海平面事件概率將增加，到2100年，超過50%驗(yàn)潮站百年一遇極端海平面事件將變?yōu)橐荒暌挥錾踔粮鼮轭l繁。海平面上升導(dǎo)致低海拔沿海地區(qū)洪澇和海岸侵蝕的強(qiáng)度和頻率將普遍增加。隨著城市化進(jìn)程加劇，城市熱浪、降雨徑流強(qiáng)度將進(jìn)一步增加。冰蓋崩塌、超過預(yù)期的升溫等低可能性事件風(fēng)險仍然存在，應(yīng)引起足夠重視。即使全球升溫在不超過預(yù)測的可能性區(qū)間，發(fā)生氣候系統(tǒng)突變的可能性仍然存在，如南極冰蓋快速融化、森林大面積死亡等。同時，隨著全球變暖，過去鮮有發(fā)生的復(fù)合型極端事件在未來將變得強(qiáng)度更大且更為頻繁，如極端海平面事件、強(qiáng)降雨和徑流引發(fā)的復(fù)合濱海城市洪澇等。

 

減排除碳減緩未來氣候變化

 

累積的人為二氧化碳排放量與全球變暖之間存在近乎線性的關(guān)系。估算顯示，每1000×109噸的累積二氧化碳排放量將導(dǎo)致全球表面溫度上升0.45℃（0.27℃~0.63℃），要將人為引起的全球變暖限制在特定的水平，必須進(jìn)行碳收支管理，控制累積二氧化碳排放量，實(shí)現(xiàn)凈零排放，并減少其他溫室氣體的排放。

 

1850年~2019年，全球人為二氧化碳排放量為（2390±240）×109噸，預(yù)測顯示，從2020年起，為實(shí)現(xiàn)升溫1.5℃和2.0℃（相對于工業(yè)化前水平）目標(biāo)，全球碳收支余量分別為500（300~900）×109噸和1350（900~2300）×109噸。

 

人工除碳具有從大氣中清除二氧化碳并將其長期存儲的潛力，該方法可對生物地球化學(xué)循環(huán)和氣候系統(tǒng)產(chǎn)生廣泛影響，也可能影響水資源質(zhì)量、糧食生產(chǎn)和生物多樣性。通過減排和人工除碳，人為二氧化碳濃度將降低，碳中和的目標(biāo)并非遙不可及。

 

若實(shí)現(xiàn)并維持全球二氧化碳凈負(fù)排放，全球表面升溫、海洋表層酸化的趨勢將會逐步逆轉(zhuǎn)，但其他氣候系統(tǒng)變化仍將沿著目前的方向持續(xù)數(shù)十年至數(shù)千年。

 

例如，即使是在大量凈負(fù)二氧化碳排放情形下，全球平均海平面上升趨勢也需要幾個世紀(jì)到幾千年的時間才能逆轉(zhuǎn)。相對于高溫室氣體排放情景，在低溫室氣體排放情景下，全球溫室氣體和氣溶膠濃度以及空氣質(zhì)量將顯著改善。在上述高排放或低排放情景下，全球表面升溫趨勢的差異將會在大約20年內(nèi)逐漸顯現(xiàn)，其他相關(guān)的氣候驅(qū)動因子將在更長時間內(nèi)出現(xiàn)明顯差異。

 

2020年，各國為控制新型冠狀病毒傳播采取了一系列措施，排放暫時減少，對改善空氣污染產(chǎn)生了明顯但短暫的影響，人類活動減少和氣溶膠減排也使得輻射強(qiáng)迫短暫增加。然而，這種短暫的擾動對于全球和區(qū)域氣候系統(tǒng)變化的影響幾乎無法察覺。

 

溫室氣體減排將有助于空氣環(huán)境改善，然而在2040年以前，即使在低排放情景下，許多區(qū)域的空氣改善也無法達(dá)到世界健康組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。低溫室氣體排放情景下，本世紀(jì)末極端海平面事件、強(qiáng)降水、洪水和高溫等極端事件的發(fā)生頻率和范圍將顯著降低。

 

（作者為國家海洋信息中心海平面中心主任）