碳循环对气候变化历史责任归因的影响

全球碳循环是气候变化的根本问题,其长期演变决定了人类导致的气候变化的速度和程度,也决定了稳定大气CO2浓度的减缓政策的制定和减排技术的施行.本研究利用2个参与了第5次耦合模式比较计划的耦合了碳循环过程的地球系统模式CESM和BNU-ESM,模拟研究了工业革命以来碳循环对气候变化历史责任归因的影响.模拟结果表明,以大气CO2浓度的升高为衡量指标,相比通常研究中以累积排放量为指标,发达国家碳排放的历史责任减小了6%~10%,发展中国家增大了6%~10%.这是由于历史时期(1850~2005年)发达国家占主导的工业碳排放对这一时期海洋和陆地固碳量的增加贡献了61%~68%和61%~64%,而发展中国家贡献了32%~39%和36%~39%.因此发达国家排放情景下,相对较大的全球碳汇固碳量减小了发达国家碳排放的历史责任,但也由于海洋吸收了更多的碳,使得发达国家对全球海洋的酸化负主要责任(68%).而且发达国家的高排放降低了全球碳汇的固碳效率,可能影响未来长期的固碳量,加剧全球增暖的程度.因此未来在制定减排方案时,需要进一步考虑到碳循环过程对减排方案的响应和影响.     

年际和年代际冷暖变化是人类活动碳排放量增减的诱因

工业化以来的近百年全球平均气温、大气CO2浓度和欧美发达国家(美国、英国、法国和德国)化石燃烧年和月的碳排放量等数据用于分析它们之间在年际和年代际时间尺度上的变化关系.在年际尺度上,美国冬季气温偏低(高)年的碳排放量显著增加(减少);夏季与之相反,化石燃烧的碳排放量与气温存在显著的正相关.在年代际尺度上,美国和全球的气...     

水泥生产碳排放分类细节校正的分析和探讨

水泥生产碳排放分类是精确测算碳排放因子的前提,基于对水泥生产各环节的生料、熟料、燃煤和窑灰的碳酸盐和有机碳的定量分析,认为对目前主流分类进行细节校正十分必要.抽样分析如下:(1)生料(A)、熟料(B)、燃煤(D)和窑灰(E)均含有无机碳和有机碳,新型干法窑样品的无机碳含量分别为74.00%~82.06%(A),0.01%~0.17%(B)和0.39%~3.12%(D),有机碳含量为0.02%~0.41%(A),0.01%~0.22%(B)和56.78%~88.52%(D),立窑样品的无机碳含量分别为66.93%~76.70%(A),0.01%~0.17%(B)和3.57%~68.52%(E),有机碳含量为2.56%~9.96%(A),0.01%~0.28%(B)和0.04%~7.11%(E);(2)校正后新型干法窑的无机碳排放因子为522 kg CO2/tcl,有机碳排放因子为265 kg CO2/tcl,碳排放因子为787 kg CO2/tcl,立窑的无机碳排放因子为505kg CO2/tcl,有机碳排放因子为334 kg CO2/tcl,碳排放因子为839 kg CO2/tcl.按照该种分类,两种工艺类型的碳排放因子分别较校正前的结果低约50和90 kg CO2/tcl.     

“大暖房”对南北世界的影响

矿物燃料的增长及对森林的毁坏,造成大气中二氧化碳急剧增加,整个地球形成了个“大暖房”。二氧化碳包围着地球,使得原来可以散入到空间的热量保留了下来。气象学家根据历史资料研究得出,自上个世纪中期以来,地球上的平均气温已升高了2℃。因此,降雨和农业布局将受到影响。英国东安格里亚大学气象学教授菲力浦琼斯(Philip Jones)认为,从广义上讲,这种气候条件会使大多数发展中国家受益。他解释道,多变的气候形态主要发生在两极地区,赤道两侧影响不大。地球北部发达的工业地区,其平均气温的上升超过了2℃;而在大多数发展中国家地区,平均气温上升很小。“大     

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.     

中国水泥生产过程碳排放因子测算与评估

从科学问题、研究方案以及基于水泥生产线抽样调查所获得的测算与评估结果三个方面对中国科学院战略性先导碳专项课题"水泥生产过程排放"的研究工作进行了系统性的总结.自2011年下半年至2015年,完成了全国22个省区水泥生产线的野外抽样,取得了359条生产线的活动水平数据,并采用"生产线-省市区-国家"三级集成方案,分区域、分工艺、分规模构建了中国水泥生产碳排放因子核算体系.通过对工艺排放因子、燃料排放因子、电力排放因子、直接排放因子及分工艺的熟料、水泥综合排放因子共10个指标的分析测算,判断得到国内外研究对中国水泥生产碳排放因子的估计与计算结果存在一定偏差:其中,工艺排放和水泥熟料比上分别存在1.4%~3.4%和12%~32%的高估;燃料排放则存在-27.63%~+6.25%的偏差.分析了全部采样测试的排放因子不确定性并探讨了国际上对中国水泥生产碳排放测算结果高估的原因,总结了目前国内外测算方法中存在的问题及解决方案,提出了水泥生产未来的节能潜力及方向,并认为未来工作重点将是跟踪既有调查企业的动态变化,反演中国水泥生产的历史碳排放,同时开展与国际相关机构的沟通与交流,确保中国的研究成果更具科学性和准确性,从而为中国参与气候变化谈判提供科学依据,并使国家在环境外交中掌握更大的主动权.     

中国减缓气候变化评估

本文对中国碳排放状况、分部门减缓碳排放的技术潜力与成本、实现2020年GDP碳排放强度比2005年水平下降40%~45%目标的关键领域与技术、碳排放峰值的条件与不确定性等问题进行了分析与评估,提出了中国促进碳排放峰值目标实现的减缓气候变化对策,指出需要加快经济结构调整和增长方式转变,控制能源需求总量的过快增长,建立以新能源和可再生能源为主体的可持续能源体系,分行业、分地区地推进碳排放峰值目标的实现.     

在通讯,能源和交通运输方面需要革新的高技术材料

引言高技术材料已经对人类生活的质量产生了巨大的影响.—个国家的兴衰程度几乎与利用这些材料的数量直接相关。事实上,我们可以把利用高技术材料的量作为一个指数,据此把发达国家与发展中国家明显地区别开来。过去几年中,发达国家在这些高技术工业方面的投资是巨大的,某些材料的投资得到了天文数字大小。当今发展最快的、或许也是社会最需要的就是与材料有关的工业。不幸的是,这些高级材料并未进入     

一个新的RICE簇模型及其对全球减排方案的分析

针对全球经济一体化的现实,以拉姆齐函数公平为标准,发展了RICE和MRICES模型,得到一个适合全球经济一体化结构的新型气候经济学集成评估模型,MRICES-2012模型.在此模型基础上,模拟研究了既适合全球减排行动又符合发展中国家利益的减排方案,比较分析了总量减排方案的国际公平性.研究结果表明,到2100年人均累积二氧化碳排放相等的减排方案不可实现,人均碳排放相等的减排方案可以实现但不够公平.因此,研究建议了一个新的可行的能够保障各国利益又能达到哥本哈根共识的全球总量减排方案:从2020年开始总量减排,至2050年,美国的碳排放量比1990年总量减少80%;日本的碳排放量比1990年总量减少70%;欧盟和其他发达国家2050年碳排放量比1990年降低80%;高发展水平国家2050年碳排放量比1990年降低50%;以上各国至2100年的碳排放保持2050年的总量水平;中国从2030年开始总量减排,2050年的碳排放量比2005年总量减少15%,2100年比2005年总量减少25%;中发展水平国家至2100年,保持在2020年的碳排放总量;低发展水平国家既不参加强度减排也不参与总量减排.     

微生物碳泵理论揭开深海碳库跨世纪之谜的面纱

<正>深海碳库成因之谜气候变化是当今最大的全球性环境问题。人类活动导致大气二氧化碳(CO_2)持续升高是加剧气候变化的主因。海洋是地球上最大的碳库,吸收了工业革命以来人类活动排放CO_2的三分之一,是全球气候变化的"调节器"。海洋碳库调节气候变化的主要组分是溶解在水里的有机碳(DOC)。一方面,海洋DOC总碳量与大气碳库相近,     

大肠癌:一个逐渐流行的疾病

<正>全球范围内,大肠癌的患病率在发达国家最为普遍。而发展中国家,比如,人口稠密的中国正处在经济迅速发展的阶段,现阶段,大肠癌在中国比较流行并且其罹患风险正呈现一个上升的趋势:它通常始于肠道内壁一种非癌性的增生(即息肉)。以下是go.nature.com/wgiqvp.网站发布的相关图表信息。超过一半(55%)的大肠癌病例发生在发达国家和地区,但发展中国家的病例数也有逐渐赶超的趋势。在发展中国     

夏季纳木错湖水蒸发对当地大气水汽贡献的方法探讨:基于水体稳定同位素的估算

青藏高原中部和南部在夏季风期间的降水主要来自印度季风输送的水汽和高原自身蒸发的水汽. 然而, 目前两种水汽对降水的贡献率还不清楚. 夏季风期间(6~9 月), 纳木错湖区大气降水、河水中过量氘明显比纳木错以南地区降水中过量氘高, 这反映了纳木错湖水蒸发水汽与当地大气水汽的混合. 本文根据地表水体蒸发水汽对当地大气水汽贡献率的估算理论, 基于相关水体(降水、河水、大气水汽和湖水)中稳定同位素数据, 初步估算出近年夏季纳木错湖水蒸发水汽对当地大气水汽的贡献率平均约为28.4%~31.1%.     

全球对抗气候变化概览

<正>一份新报告发现,来自发电业和交通运输的碳排放量会随着时间推移而下降,但工业带来的碳排放依然是最主要的气候挑战。为了对付逼近的全球变暖态势,世界各国已经开始推动发电厂和汽车清洁化运营。但是,来自重工业（比如水泥厂、炼钢厂或化工厂）的碳排放更难控制,目前正逐步变成全球温室气体污染物的最大来源。近期,一家经济研究公司荣鼎集团（Rhodium Group）发布了一份全球温室气体排放量的详细预测报告。总体上,报告预估,按照目前全球的态势,到2100年时,全球平均气温相比前工业化水平会增加大约2.8摄氏度。许多世界领袖和科学家认为,这种幅度的全球升温是危险的。     

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.     

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.     

能源危机与公众教育

能源是现代世界不可或缺的生命源泉.据美国能源信息管理局(EIA)称,未来25年里全球能源消耗将增长70%,这种增长大部分来自发展中国家,这些国家的居民正在为接近发达国家的生活水平而努力.估计不久的将来,石油产量有可能达到有史以来的最高水平,其中石油提供了约40%的世界能源需求.     

人为排放所引起大气CO_2浓度变化的卫星遥感观测评估

人为排放是引起大气CO_2浓度升高的主要原因,由大气CO_2卫星遥感观测获取全球和区域大气CO_2浓度的变化已被认为是评估区域人为排放的有效手段之一.为了深入定量分析区域人为碳排放对大气CO_2浓度变化的贡献,本研究利用由温室气体观测卫星(GOSAT)获取的近5年(2010~2014年)大气CO_2柱浓度数据,以同纬度带高人为排放区域的中国京津冀和美国东部城市密集区为研究对象区,结合位温气象数据和人为碳排放清单数据圈定出对比背景区,通过分析比较人为排放区与背景区的CO_2浓度差值,评估人为排放对大气CO_2浓度增量变化的影响.分析结果显示,近5年中国京津冀和美国东部城市密集区的大气CO_2浓度比背景区分别显示平均1.8和2.0 ppm的升高;且冬季均高于其他季节,分别为2.4±0.6和2.8±0.8 ppm.进一步分析月变化特征时发现中国京津冀地区2014年11月亚太经合组织会议(APEC)期间大气CO_2浓度异常低于前期3.2 ppm,反映了会议期间政府实施的减排控制效果.论文研究结果表明CO_2卫星观测能够从区域大气CO_2浓度的变化定量评估人为排放的影响,作为有效手段之一辅助于区域人为排放控制效果的评估.     

基于产权理论的清洁发展机制(CDM)分析

气候变化是人类共同关注的问题,为应对此挑战,控制温室气体排放是必要的措施.清洁发展机制就是为了降低减排成本、帮助发达国家达到减排要求以及实现发展中国家可持续发展而设立的.文章从产权理论的视角分析清洁发展机制其实质和理论渊源,以便使此机制能结合我国实际情况更好地应对气候变化带来的挑战.     

季风与大气环流系统

人类有气象仪器记录的历史太短, 不足以捕捉气候系统全部的变率, 更难以用来预测未来数十年到数百年的气候变化. 重建过去气候变化的历史、理解其机制和过程可以在很大程度上弥补上述不足. 在气候系统中, 由于季风的演化与变率对人类经济、文化和生活节奏的许多方面均有重要影响, 其研究工作对社会的重要性也日益增加. 亚洲季风受欧亚大陆和印度洋-太平洋之间海陆热力差异及青藏高原的强烈影响, 是气候系统非常重要的一个组成部分. 从气候学上讲, 季风区是大气对流活动最强烈的地区, 与热带辐合带密切相关, 对全球大气的热量和水汽传递起着非常重要的作用[1]. 通过地质记录来揭示季风在地质历史时期的变化过程和机制, 对更好地理解季风的变化规律、预测其未来趋势至关重要.     

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.