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概述了地球系統模式和綜合評估模型在研究人類(lèi)活動(dòng)與氣候變化問(wèn)題上的優(yōu)勢和劣勢,明確了將二者進(jìn)行雙向耦合的必要性,客觀(guān)分析了綜合評估模型耦合過(guò)程中存在的主要問(wèn)題,同時(shí)系統總結了國際和國內解決耦合難點(diǎn)的主要方法和最新進(jìn)展,最后分析和討論了雙向耦合模式的不確定性來(lái)源和解決方法,為我國進(jìn)行地球系統模式與綜合評估模型雙向耦合提供新思路和方法。
模式內部變率是模擬結果不確定性的重要來(lái)源,然而它對于1.5℃和2℃升溫閾值出現時(shí)間不確定性的影響尚不清楚。因此,基于耦合模式比較計劃第五階段(CMIP5)的多模式數據研究了模式內部變率對1.5℃和2℃升溫閾值出現時(shí)間不確定性的影響以及對未來(lái)排放情景的敏感性。結果表明,模式內部變率對升溫閾值出現時(shí)間模擬的影響與外強迫的影響相當,單個(gè)模式內部不同成員達到全球平均1.5℃或2℃增溫的年份相差2~12年;其影響具有明顯的空間差異,影響極大值出現在歐亞大陸以北洋面、白令海峽周?chē)鷧^域、北美東北部及其與格陵蘭島之間的海域、南半球高緯地區等;低排放情景下模式內部變率的影響大于高排放情景。
采用傳統柯本氣候分類(lèi)法,對1966—2016年的22個(gè)厄爾尼諾和拉尼娜年中國氣候進(jìn)行合成分析,并與50年平均的氣候分類(lèi)結果對比。結果表明：ENSO年從整體上對氣候帶分布的影響不大,我國仍主要由4個(gè)氣候分區主導;厄爾尼諾和拉尼娜發(fā)生年和次年對氣候型和氣候副型的影響都較為顯著(zhù),尤其是我國南方地區、西北干旱區及東北地區;厄爾尼諾和拉尼娜發(fā)生年我國存在5個(gè)厄爾尼諾/拉尼娜敏感區,即藏南地區、陜西中部、四川中部、遼東半島和內蒙古東部,這些敏感區的冬季出現明顯偏干化趨勢;拉尼娜發(fā)生年,我國還存在兩個(gè)拉尼娜敏感區,即長(cháng)江中下游地區和華南地區,這些地區冬季出現明顯偏干化趨勢;除此外,厄爾尼諾和拉尼娜發(fā)生次年,我國存在4個(gè)厄爾尼諾/拉尼娜敏感區,即四川中部、陜西中部、遼東半島、內蒙古東部;厄爾尼諾發(fā)生次年,我國還存在4個(gè)厄爾尼諾敏感區,即長(cháng)江中下游地區、華南地區、云南東部及兩廣丘陵中部地區。
利用中國1961—2017年2419站均一化逐日氣候數據,計算了氣候變化檢測和指數聯(lián)合專(zhuān)家組定義的26個(gè)極端氣候指數,分析2017年中國極端溫度和降水特征。結果表明：2017年中國區域平均的所有極端高溫指數均高于1961—1990年30年平均,所有極端低溫指數均低于1961—1990年30年平均。中國區域平均的多個(gè)極端溫度指數達到或者接近歷史極值,其中年最小日最高氣溫(TXn)和年最小日最低氣溫(TNn)均達到歷史最高值,冷夜(TN10p)、冷晝(TX10p)和持續冷日日數(CSDI)達到歷史最低值。年最大日最高氣溫(TXx)、年最大日最低氣溫(TNx)、暖夜(TN90p)、霜凍(FD)、冰凍(ID)、熱夜(TR)、生長(cháng)期長(cháng)度(GSL)排在1961年以來(lái)的第2或第3位,其余極端溫度指數全部排在了1961年以來(lái)前10位。2017年中國區域平均的10個(gè)極端降水指數中,有7個(gè)指數值處于1961—2017年1個(gè)標準差范圍內,指示2017年的極端降水接近正常年。
利用中國825個(gè)氣象站點(diǎn)1961—2016年的逐日地表溫度和氣溫觀(guān)測資料,系統分析了中國地區地氣溫差（地表溫度減氣溫）的時(shí)空分布以及變化趨勢。結果表明,中國多年平均的年地氣溫差西部大部地區及華南部分地區在2.5℃以上,而中東部大部地區在2.5℃以下。其中春、夏季全國各地地氣溫差均為正值,且總體呈經(jīng)向型分布,西高東低;秋、冬季中國各地地氣溫差總體呈緯向型分布,南高北低,尤其是冬季北方部分地區為負值。年內,中國區域平均各月地氣溫差均為正值,其中1月份和12月份相對較小,6—8月份（夏季）相對較大。不同地區地氣溫差的年內分布特征有所不同,西藏地區地氣溫差年平均值為全國最大,最大值出現在雨季來(lái)臨前的5月份;東北、華北、黃淮、西北及內蒙古地區最大值均出現在雨季來(lái)臨前的6月份;江淮、江漢、江南、華南地區地氣溫差最大值均出現在雨季過(guò)后的7月份或8月份;西南地區年內各月地氣溫差變化相對較小,在雨季之前的5月和雨季之后的8月出現2次峰值,呈雙峰型分布。1961—2016年,中國區域平均地氣溫差4月和4—10月上升趨勢較明顯,而7月和10月變化趨勢不明顯或略有上升趨勢。空間分布上,東北、西北及內蒙古、西藏西部等地平均地氣溫差有增加趨勢,而中東部地區有減小趨勢。
利用ERA-Interim和MERRA-2再分析資料,考察1980—2017年青藏高原大氣溫度變化趨勢和規律,年、季、月不同時(shí)間尺度分析結果均揭示2008年以來(lái)青藏高原春季大氣溫度變化呈現逆轉趨勢：高原上空平流層下部150~50 hPa呈現明顯的增溫趨勢（1.0~2.7℃/10a),對流層上部300~175 hPa呈現明顯的降溫趨勢（-3.1~-1.0℃/10a),這與此前的大氣溫度變化趨勢完全相反。利用TOMS和OMI衛星臭氧遙感資料,考察同期青藏高原臭氧總量變化特征,表明2008年以來(lái)青藏高原臭氧總量也表現出逆轉的增加趨勢,與大氣溫度逆轉趨勢吻合,從冬末至春季各月均有顯著(zhù)增加趨勢,尤以5月臭氧總量增加速率最大,達13.7 DU/10a。青藏高原春季大氣溫度變化趨勢與同期臭氧總量變化特征緊密相關(guān),2008年后臭氧總量的快速恢復可能是引起大氣溫度逆轉趨勢的一個(gè)重要影響因素。
在氣候系統五大圈層中,冰凍圈對氣候變化高度敏感,近幾十年來(lái)氣候變暖已引起全球冰川、凍土、積雪和海冰等冰凍圈要素加速退縮,進(jìn)而對區域水資源、生態(tài)環(huán)境、社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展和人類(lèi)福祉產(chǎn)生了深遠影響。2018年10月,IPCC在韓國仁川公布了《全球1.5℃增暖特別報告》（SR1.5）。報告較系統地呈現了關(guān)于全球1.5℃溫升目標的基本科學(xué)認知,并探討了可持續發(fā)展及消除貧困目標下加強全球響應的路徑。在冰凍圈相關(guān)內容方面,報告呈現了有關(guān)全球1.5℃和2℃溫升下冰凍圈（主要是海冰和多年凍土）變化及其對大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和人類(lèi)圈影響的一些亮點(diǎn)結論,還關(guān)注了全球1.5℃和2℃溫升下冰凍圈相關(guān)的氣候變化熱點(diǎn)（區）和地球系統臨界因素。報告指出,隨著(zhù)溫度不斷升高,冰凍圈及其相關(guān)要素和熱點(diǎn)（區）面臨的風(fēng)險將不斷增加,但將全球溫升控制在1.5℃而不是2℃或更高時(shí)的風(fēng)險將大大降低。
利用第五次國際耦合模式比較計劃(CMIP5)中5個(gè)氣候模式在3種典型濃度路徑(RCPs)下的預估結果驅動(dòng)SWAT水文模型,預估了21世紀氣候變化對長(cháng)江上游年徑流量、季節分配以及極端徑流的影響。結果表明：預估的長(cháng)江上游平均氣溫呈顯著(zhù)上升趨勢,21世紀末較當前(1986—2005年)升高1.5~5.5℃,降水總體呈增加趨勢,在21世紀30年代后高于當前氣候平均值,21世紀末相對于當前增加5%~15%。流域內氣候變化存在明顯空間差異,金沙江和岷沱江流域氣溫升高和降水增加幅度均大于流域平均值。預估的長(cháng)江上游年徑流量及各月平均徑流均有增加趨勢,在21世紀30年代后高于當前多年平均值,21世紀中期增加4%~8%,21世紀末增加10%~15%。預估的徑流年內分布的均勻性有所增加,但年際變化明顯增大,極端旱澇事件的頻率和強度明顯增加。預估的各子流域徑流變化對氣候變化的響應也存在差異,金沙江和岷沱江流域年徑流量、年際變化和年內分布變化小,對氣候變化的響應表現為低敏感;嘉陵江流域、烏江流域和長(cháng)江上游干流徑流增加幅度大,同時(shí)極端豐枯出現的頻率和程度增加顯著(zhù),是氣候變化響應的敏感區域。
采用多區域投入產(chǎn)出模型（MRIO）,利用歐盟資助開(kāi)發(fā)的世界投入產(chǎn)出表和環(huán)境賬戶(hù)數據,測算了1995—2009年中國與美國的增加值貿易規模及凈值,在此基礎上利用環(huán)境賬戶(hù)中的能源消耗和碳排放數據測算出中美外貿隱含能源和隱含碳排放總體水平及其行業(yè)結構。研究表明：1995—2009年,中國對美國的增加值出口保持持續增長(cháng)的態(tài)勢,尤其是在中國加入世界貿易組織（WTO）后,但隨后受2008年全球經(jīng)濟危機的影響,中國增加值出口規模有所減小;相比于美國,中國單位增加值能耗和碳排放水平較高,從而導致較大規模的隱含能源和隱含碳出口,長(cháng)期處于隱含能源和隱含碳凈輸出國地位,且凈輸出規模呈現出上升的趨勢;從行業(yè)結構來(lái)看,電力、燃氣及水的供應業(yè)等能源行業(yè)是中國出口隱含能源和隱含碳排放的主要行業(yè)來(lái)源。
全國碳市場(chǎng)的建設已啟動(dòng)。鋼鐵行業(yè)是被納入碳市場(chǎng)的主要行業(yè)之一,碳市場(chǎng)政策勢必對其競爭力帶來(lái)一定的影響。文中通過(guò)構建局部均衡模型,從價(jià)格、產(chǎn)量、貿易和碳泄漏等方面定量研究分析碳市場(chǎng)對我國鋼鐵行業(yè)競爭力的影響,并對影響模型結果的關(guān)鍵參數做敏感性分析,包括減排成本曲線(xiàn)、配額分配方式和貿易彈性。研究結果表明,碳市場(chǎng)對于鋼鐵行業(yè)的競爭力影響不太大,但是需要高度關(guān)注碳泄漏問(wèn)題。
適應是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》及其《巴黎協(xié)定》下的重要談判內容。2018年12月舉行的第24次締約方大會(huì )（COP24）就適應議題后續實(shí)施方案達成了共識,為全球氣候治理帶來(lái)新的機遇和挑戰。中國在未來(lái)全球氣候治理中,如何借助新成果推動(dòng)國內適應工作穩步發(fā)展,積極發(fā)揮中國作用,是新形勢下亟需考慮的重要問(wèn)題。基于此,本文梳理了適應議題的焦點(diǎn)問(wèn)題、各集團和締約方的立場(chǎng)觀(guān)點(diǎn),展望了2019—2025年適應相關(guān)議題主要工作安排,并對此提出了中國未來(lái)適應領(lǐng)域完成相關(guān)工作需要考慮的應對措施建議,包括：(1)深入分析國際信息報告體系與國內信息的聯(lián)系,梳理國內適應工作亮點(diǎn),為構建高質(zhì)量報告奠定基礎;(2)構建跨部門(mén)跨地區協(xié)作機制,加強信息搜集與完善,有效提高數據和信息統計功能;(3)強化氣候變化適應技術(shù)、規范、標準等科學(xué)研究的作用,為制定政策規定時(shí)納入相應技術(shù)要求、提高政策規定等需求提供科學(xué)性和可操作性的服務(wù)。
