中国陆地生态系统增汇潜力研究展望

碳达峰与碳中和已经成为全球气候治理和生态文明建设的重大需求.厘清陆地生态系统增汇潜力不仅对准确预估未来气候变化对陆地生态系统的影响至关重要,更是人类制定气候变化应对方案的基本前提.本文从陆地生态系统碳储量和碳汇视角,综述了中国森林、灌丛、草原、农田和湿地等主要陆地生态系统碳储量、中国陆地生态系统碳汇及其对不同气候变化情景和人类活动的响应,发现中国陆地生态系统碳储量和碳汇的评价结果因不同的研究方法和资料差异较大,需要不断完善陆地生态系统碳储量和碳汇的评估方法并基于最新资料不断更新评估结果.文章进一步指出,现有研究对未来不同时期、不同排放情景下中国陆地生态系统的碳汇功能,尤其是同一区域不同国家重大生态工程增汇潜力的整合研究仍不足,对氮沉降及其与气候变化、大气CO₂浓度变化协同作用的影响,特别是对国家重大生态工程增汇潜力影响的研究仍不够,还没有开展中国陆地生态系统增汇的气候变化风险研究.据此,本文指出,未来中国陆地生态系统增汇研究需要重视国家重大生态工程增汇潜力及其风险评价,重点关注高度空间异质性的区域陆地生态系统碳收支模拟技术和不同气候变化情景下气象资料获取技术的发展...     

定量评估气候变化影响经济产出的方法

将经济-气候模型(C-D-C), 推广成一个预测“气候变化影响量”的方法, 可以对未来气候变化对经济产出的影响给予定量的评估. 为了对该定量评估方法的可行性进行验证, 提出了一个从实际资料中提取实际的“气候变化影响量”的办法来进行历史回报检验. 用中国8 个农业区域1980~2000 年的不同粮食作物资料和粮食总量资料以及中国160 站点的1980~2000 年气象资料对该经济模型方法进行了历史回报检验, 结果表明该方法具有一定合理性、可靠性和较好的运用效果, 并得出了一些有意义的结论. 本文将经济学的成果引入全球气候变化研究, 希望能为进一步开展该领域研究提供参考.     

封面说明

正由科技部、中国气象局、中国科学院和中国工程院牵头组织的《第三次气候变化国家评估报告》自2012年8月启动以来,历时4年,经过400余位专家共同努力完成.该报告全面总结了《第二次气候变化国家评估报告》以来,国内外对气候变化科学问题的新研究、新进展和新认识.中国气象局国家气候中心丁一汇研究员领衔的     

西北地区气候暖湿化的研究进展与展望

西北地区地理位置特殊,气候变化独特,形成机理复杂,对社会和自然环境的影响突出.尤其,自21世纪初有研究提出西北气候从暖干向暖湿转型的科学认识后,其气候变化问题引起了社会各界的普遍关注,也兴起了对西北气候变化趋势、驱动机制及影响的广泛研究,多年来已积累了大量的研究成果.然而,由于以往不同研究所用资料的类型、序列长度和时空分辨率不同,所关注的时段和区域不同,认识问题的视角和维度不同,使得存在一些分歧认识或者相悖结论.鉴于此,本研究通过系统梳理西北地区气候变化研究的历史经纬,归纳已有的研究成果,综合考虑不同视角和维度,划分了西北地区增暖与干湿变化科学认识的6个阶段;概括了西北暖湿化的驱动机制;评估了暖湿化对生态、农业及水资源等的影响;预估了未来暖湿变化趋势及其存在的可能风险;提出未来研究需要从大气、水文及生态等多学科相互作用角度探讨气候暖湿化的驱动机制、暖湿化背景下极端天气气候事件的变化特征、地表水分循环对暖湿化的响应特征、暖湿化与水文和生态的耦合机制、暖湿化对水安全、生态安全及粮食安全带来的机遇和风险,以及“双碳”(碳达峰、碳中和)目标下西北地区未来气候变化趋势等重点科学问题上取得突破.     

基于模型模拟气候变化对农业影响评估的不确定性及处理方法

模型模拟是研究气候波动对作物影响的重要手段, 也是评估未来气候变化对农业可能影 响的主要途径. 由于科学认识和模拟技术上的不确定性, 当前的气候变化对农业潜在影响评估结 果一致性很差, 为农业应对气候变化的决策制定带来了极大困难. 基于不同层次的影响评估中不 确定性, 本文从气候预估、影响评估建模过程及气候模式与作物模型的连接3 个方面, 系统总结 了气候变化对农业影响评估中不确定性的来源及传播过程; 并介绍了针对多层次、多样化的不确 定性源及不确定性传播的处理技术与方法, 指出了当前不确定性处理中的缺陷与不足. 最后对如 何准确地实施气候变化对农业影响的评估, 进一步减小气候变化对农业影响评估潜在的不确定 性也提出了改进的建议.     

把握机会窗口期减缓气候变化对中国居民健康影响

为了全面评估气候变化对中国居民健康的影响以及中国采取的应对措施,清华大学联合国内外多家研究机构,撰写了中国柳叶刀倒计时年度报告2021.本文介绍了该报告的主要发现,并提出了四项中国应对气候变化、改善公众健康的政策建议.     

《中国气候与环境演变》

由科技部、中国气象局、中国科学院联合资助编写的《中国气候与环境演变》科学报告已经由科学出版社出版.这是我国第一部全面评估中国气候与环境演变基本科学事实、预估未来变化趋势、综合分析其社会经济影响、探寻适应与减缓对策的专著.该报告由中国气象局局长秦大河、国家自然科学基金委员会主任陈宜瑜、科技部副部长李学勇共同担任主编.该报告集中反映了地球科学、可持续发展以及环境外交等领域在气候与环境变化科学事实研究、影响分析以及适应与减缓对策研究方面的最新成果,并对南水北调、三峡工程、青藏铁路建设等重大工程建设与气候和…     

中国极端气候及东亚地区能量和水分循环研究的若干近期进展*

本文介绍了国家重点基础研究计划项目“全球变暖背景下东亚能量和水分循环变异及其对我国极端气候的影响（2009-2013）”一年多来的若干主要科学进展,包括对于东亚不同典型下垫面能量和水分循环过程的新认识、中国极端气候事件的观测事实分析及其与能量和水分循环变异的联系、短期气候预测新方法以及中国未来气候变化预估等方面。最后概要介绍了项目后续的主要研究计划。     

近百年中国气候变化科学问题的新认识

全球和中国的气候变化问题日益受到各国政府、科技界和公众的关注.其中科学问题作为气候变化影响和对策的科学基础与支撑,得到了广泛而深入的研究,无论在国际上还是在中国都取得了重大进展.本文从全球的视野对与中国气候变化有关的6个方面的重要科学进展和新认知作了概述.它们包括:(1)近百年中国区域地表气温和大气平均气温的变化特征;(2)中国地区的水循环与区域降水变化;(3)亚洲季风的长期变化与原因;(4)海洋在近百年中国气候变化中的作用;(5)中国气候变化的原因;(6)全球与中国气候变化的预估和检验.最后,本文对未来中国气候变化研究需要加强的重点科学问题也提出了研究建议.     

青藏高原及周边地区冰川中吸光性杂质及其影响研究进展

沉降到冰川表面的吸光性杂质(如黑碳、有机碳、粉尘等)对冰冻圈物质能量平衡具有重要影响.青藏高原及周边地区是冰川分布集中区,也是开展雪冰吸光性杂质对冰川消融影响研究的理想区域.基于近几年青藏高原及周边地区雪冰中吸光性杂质特别是黑碳的研究成果,综述了该区域雪冰中吸光性杂质的浓度水平与时空分布,着重探讨了黑碳的主要来源,阐明了吸光性杂质导致的辐射强迫及其对雪冰消融的影响,并指出目前研究中存在的问题以及未来研究的主要方向.目前,该地区冰川中吸光性杂质的空间差异大,同一冰川不同表面吸光性杂质分布特征研究匮乏;雪冰中吸光性杂质在冰川表面的迁移、富集等过程研究亟待加强;吸光性杂质对冰川反照率反馈以及冰川消融作用显著,但评估结果仍存在较大的不确定性.在未来,雪冰中吸光性杂质的混合状态、生物地球化学循环过程与气候变化的协同影响等将是一个新的研究方向.     

史无前例的气候变化健康挑战需要史无前例的应对措施

正气候变化会通过多条直接和间接的路径对人群健康产生深远的影响~([1,2]).因此"柳叶刀健康与气候变化委员会"(以下简称柳叶刀委员会)认为,应对气候变化是21世纪改善全球健康的最大机遇~([1]).为了监测气候变化造成的健康影响,并追踪各国政府在《巴黎协定》下所承诺的应对气候变化行动的进展,柳叶刀委员会启动了一项名为"柳叶刀2030年倒计时:追踪健康与气候变化进展"项目(以下简称柳叶刀2030倒计时)的跨学科国际合作. 2019年度的《柳叶刀2030倒计时》报告呈现了来自全球35家顶尖学术机构和联合国机构的发现与共识~([3]).评估进展的指标涉及五大领域,包括气候变化影响、暴露程度和脆弱性;针对健康的适应措施、规划和恢复力;减缓措施及其健康协同效益;经济和融资;公众和政治参与.     

21世纪未来气候变化情景(B2)下我国生态系统的脆弱性研究

使用国际政府间气候变化专门委员会(IPCC)《情景排放特别报告》(SRES)所设定的社会经济发展情景中B2情景下的未来气候变化数据, 应用大气-植被相互作用模型(AVIM2), 对21世纪中国生态系统的状况进行模拟; 在已建立的生态系统脆弱性评价指标体系和评价模型的基础上, 对中国21世纪自然生态系统在气候变化背景下的脆弱性进行了评价. 结果显示中国未来气候变化将对生态系统存在着较为严重的影响, 并将随时间的推移有趋于严重的趋势; 受气候变化影响严重的地区是生态系统本底比较脆弱的地区, 但部分生态系统本底较好的地区也将受到严重的影响; 极端气候的发生将对生态系统产生巨大的影响; 开放灌丛和荒漠草原是受影响最为严重的类型, 极端气候事件的发生则将严重影响到落叶阔叶林、有林草地和常绿针叶林; 气候变化的影响不都是负面影响, 近期的变化对寒冷的地区也可能有利, 但从中、远期的情况看, 气候变化对生态系统的负面影响巨大.     

全球变暖将影响每个人的生活

最近,在布鲁塞尔召开的世界生物燃料会议上,联合国政府间气候变化工作小组的工作人员透露,他们将在今年4月份比利时召开的一次国际会议上提交新的全球变暖研究报告,这份新的报告主要是研究全球变暖可能对未来人们生活的影响。     

深度不确定性下沿海洪水气候变化适应决策方法述评

深度不确定性下适应气候变化的稳健决策是当前决策者和科学家共同面临的难题.以往基于气候模式预估结果进行风险评估和决策规划的局限性日益凸显,模型参数、预测结果等多方面不确定性组成的深度不确定性给决策带来的风险远超一般不确定性.近年来,研究者将稳健决策理论、适应路径方法、工程选择分析等运用于气候变化适应决策研究,它们能够系统化筛选处理深度不确定性,从而更好地把握不确定性对气候变化决策的影响.本文以沿海城市洪水适应气候变化为例,综述稳健决策、适应路径、工程选择分析3种方法的特点和相互联系.稳健决策方法结合了传统控制理论与现代管理决策理论,专注于未来场景生成、适应措施的成本-效益比较、巨量场景-适应措施的比较静态筛选.适应路径方法更关注时间维度上的场景-适应措施选择,但对未来场景缺乏充分考量.工程选择分析方法基于适应路径方法框架,专注于具体工程设计,但缺乏应用经验.如何将3种决策方法综合应用,以期服务于面向多个决策目标、构建多个未来场景、组合多种应对措施的决策过程,促进科学家、政策制定者和其他利益相关者在决策中的持续有效对话的“知识共创”过程是开展深度不确定性下气候变化适应决策的新趋势.     

土地利用变化影响气候变化的生物地球物理机制

重点介绍国家重点基础研究发展计划(973计划)全球变化研究专项“大尺度土地利用变化对全球气候的影响” 项目执行三年多以来,集中在土地利用与土地覆盖变化(LUCC)对气候变化影响的生物地球物理机制方面的研究成果,包括对不同区域大尺度LUCC过程规律的对比、LUCC对气候影响的生物地球物理机制、多时空尺度LUCC气候效应的模式模拟、LUCC气候效应的未来情景分析,以及后续研究计划。     

霾污染天气大气微生物气溶胶特性的研究进展

自从2013年以来,中国霾事件频发,霾污染已经成为全国人民广泛关注的环境问题之一.霾污染的本质是大气细颗粒物污染.大气颗粒物的生物成分(即生物气溶胶)与其化学成分一样,不仅对空气质量和人群健康具有潜在威胁,而且对全球气候变化以及大气物理化学过程也具有间接影响.然而,目前学术界对大气颗粒物的生物成分及其性质的研究相对滞后,尤其是对霾污染天气大气颗粒物中微生物的多样性、丰度及其时空变异特性等基本科学问题认识不足.因此,本文综述了目前霾污染天气大气微生物气溶胶的研究现状,结合我们的研究着重阐述了在不同霾污染程度下生物气溶胶的浓度、粒径分布与群落结构特性,以及空气污染和环境因子对生物气溶胶分布的影响机理等方面存在的问题.最后,给出了未来霾污染过程生物气溶胶研究应主要开展的5个方面的工作展望,以期为深入理解霾天生物气溶胶的来源、变化机理以及评估不同空气质量的健康影响提供参考.     

近期气候变化研究的一些最新进展

气候变化是当前国际上的热点问题之一,尤其是IPCC-AR4以来的全球气候及其影响如何变化更为引人瞩目.本文综述了近年在Science和Nature等国际杂志上刊登的涉及全球气候变化研究如辐射强迫、温室气体、气溶胶、海水和海平面、温度和降水、南北极地区等的最新研究成果和研究动态,对全球变化及其相关学科的研究以及即将发布的IPCC第五次评估报告具有重要的参考价值.     

基于网络大数据和水文-水动力模型的沿海城市洪水风险与适应

气候变化、海平面上升、地面沉降和快速城市化很可能将加剧沿海城市洪水风险.如何定量刻画洪水风险未来变化趋势并进行有效适应是亟待解决的前沿科学问题.为此,我们提出了一套多学科的综合方法:(1)基于网络大数据和机器学习对承灾体分布与暴露价值进行精细尺度建模;(2)基于水文-水动力模型对未来极端风暴洪水进行淹没情景模拟;(3)针对不同情景进行经济损失风险分析和适应措施的成本效益评估.以上海为例,将上述方法应用于综合评估极端风暴洪水情景下的住宅建筑风险、未来演化(2050年)和适应措施的成本效益.结果表明,海平面上升和地面沉降将显著加剧上海的洪水风险, RCP4.5、RCP8.5和RCP8.5 High-end三种典型浓度情景下住宅建筑的年期望损失在2050年达7.0亿元～9.0亿元,是当前结果的1.6～2.0倍.实施干适应措施和湿适应措施可分别将年期望损失减少76%～79%和88%～90%;并且两种措施均具有可观的成本效益,净现值分别达28.4亿元～55.3亿元和58.5亿元～99.4亿元,效益/成本比分别为1.9～2.4和7.9～9.8.上述研究可为科学理解和有效适应上海未来洪水风险提供依据,该综合分析方法也可应用于其他沿海城市的洪水风险和适应策略研究.     

末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应

该项目以末次冰盛期以来我国气候环境变化及人类适应为主攻目标,通过多种高精度地质-生物记录的研究,在全球温度变化对季风的影响、全球增温与我国干旱-半干旱区环境、自然和人为因素在环境变化中的作用等方面取得一批新进展.这些成果不仅涉及轨道和亚轨道尺度的亚洲季风动力学、生态系统对气候变化的响应机理和大气温室气体浓度变化的控制因素等古气候学基础前沿问题,而且对气候变化影响评估具参考价值.     

海洋的无声服务

政府间气候变化专门委员会最近开展了一项综合性评估,从中得出了一个结论:"人类对气候系统的影响显而易见",各国政府对这一声明也达成了共识。这种影响对生态系统将会带来长期的后果,而由此产生的影响将在未来数千年内一直存在。虽然现在气候变化对地球的影响显而易见,并且受到了公众的广泛关注,但气候变化对海洋的影响相对来说则更不明显。然而,海洋提供了许多具有全球意义的关键服务,而这些服务因人类活动而需要付出日益高昂的代价。在思考适应和缓解人类气候变化的问题时,必须将这一因素考虑在内。