基于BCC-CSM季節氣候預測模式系統歷史回報數據和國家氣象信息中心提供的中國地面降水月值數據,通過(guò)多方法對比并討論了影響預測結果的因素,利用長(cháng)短期記憶（Long Short-Term Memory,LSTM）網(wǎng)絡(luò )預測2014年和2015年中國夏季降水。結果表明:LSTM網(wǎng)絡(luò )的預測效果較逐步回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )及模式輸出結果有一定優(yōu)勢。參數調優(yōu)對于LSTM網(wǎng)絡(luò )預測效果影響較大,重要參數有隱含層節點(diǎn)數、訓練次數和學(xué)習率。選擇合適的起報月份數據有助于提升季節預測的準確性,利用4月起報的數據預測夏季降水效果較好。海冰分量因子對降水季節預測有正貢獻。在2014年、2015年夏季降水回報試驗中,LSTM網(wǎng)絡(luò )對降水整體形勢有一定的預測能力,Ps評分分別為74分、71分,距平符號一致率分別為55.63%、55.25%,Ps評分的均值高于同期全國會(huì )商及業(yè)務(wù)模式。
采用應用于跨行業(yè)影響模式比較計劃(ISIMIP)的5個(gè)CMIP5全球氣候模式模擬的歷史和未來(lái)RCP排放情景下的逐日降水數據,在評估模式對漢江流域1961—2005年極端降水變化特征模擬能力的基礎上,進(jìn)一步計算了RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5排放情景下漢江流域未來(lái)2016—2060年極端降水總量(R95p)、極端降水貢獻率(PEP)、連續5 d最大降水(RX5d)和降水強度(SDII),結果表明:RCP4.5情景下的極端降水指數上升最明顯,R95p和RX5d分別較基準期增加12.5%和8.2%,PEP增加3.2個(gè)百分點(diǎn),SDII微弱上升。在不同排放情景下,PEP均有一定的增幅,以流域西北和東南部增幅較大;R95p在流域絕大部分區域表現出一定的增加,且流域東南部和北部是增幅高值區;RX5d在RCP2.6和RCP4.5情景下整體表現為增加的特征,但在RCP8.5情景下整體表現為減少的特征。對極端降水預估的不確定性中,SDII的不確定性最小,RX5d的不確定性最大;不確定性大值區主要位于流域東部、東南部和西北部部分區域。
為探討中國再分析氣象數據集CN05.1在流域水文模擬中的適用性潛力,以開(kāi)都河流域為研究區,分別使用CN05.1數據集和傳統氣象站數據驅動(dòng)SWAT水文模型,采用決定系數（R 2)、納什效率系數（NSE）和相對誤差（Re）等評價(jià)指標對二者模擬效果進(jìn)行對比分析,以確定CN05.1數據的適用性;最后采用兩種數據訂正方法對CN05.1降水數據進(jìn)行了訂正,并以水文模擬效果進(jìn)行評價(jià)。研究結果表明:(1) CN05.1氣象數據在開(kāi)都河流域的水文氣象模擬中具有較強的適用性;(2) 基于SWAT模型的水文模擬顯示,CN05.1數據驅動(dòng)的水文模擬精度高于傳統氣象站數據,其率定期（1995—2005年）和驗證期（2006—2016年）的R 2分別為0.81和0.73,NSE分別為0.81和0.72,Re分別為-0.97%和0.39%;(3)兩種數據訂正方法均能較好地再現流域徑流變化過(guò)程,但基于空間關(guān)系訂正法的徑流模擬效果更好,R 2和NSE均在0.72以上,|Re|＜1.7%。由此,訂正后的CN05.1降水數據一方面彌補了傳統氣象站數據缺失的問(wèn)題,另一方面補足了未訂正CN05.1降水數據在徑流模擬中峰值欠佳的問(wèn)題。
研究城市地表覆蓋與地表溫度（LST）的關(guān)系對改善城市生態(tài)環(huán)境具有重要科學(xué)意義。在Landsat TM數據支持下,利用線(xiàn)性光譜混合分析模型提取不透水地表信息,結合LST和地表熱通量,分析不透水地表覆蓋度（ISA）和LST的時(shí)空變化特征及其相互關(guān)系,探討不透水地表對LST的影響機理。結果表明:1984—2014年北京不透水地表面積迅速增長(cháng),中覆蓋度比例下降,高覆蓋度比例增加;LST從市中心向郊區遞減,高溫區向外擴張;LST和ISA呈顯著(zhù)正相關(guān),但不是簡(jiǎn)單的線(xiàn)性關(guān)系;ISA處于0.6~0.9時(shí)LST上升速率最快,減少I(mǎi)SA在此范圍內的不透水地表集中分布可緩解高溫區集中的現象。
為研究瀾滄江源區水文氣候變化特征,采用線(xiàn)性回歸擬合分析方法、M-K非參數檢驗法對1960—2010年間瀾滄江源區的水文氣候變化趨勢進(jìn)行分析,計算了各季節氣溫變化對年氣溫變化的貢獻量,并基于Pearson相關(guān)分析法和貢獻率的計算討論了降水量和氣溫對徑流量變化的影響。結果表明:瀾滄江源區年平均氣溫和各季節平均氣溫均呈顯著(zhù)上升趨勢,其中,冬季的增溫對年平均氣溫增加貢獻最大(38%)。瀾滄江流域源區年降水量無(wú)明顯增減趨勢,但春季降水量顯著(zhù)增加。瀾滄江流域源區年徑流量未呈現顯著(zhù)變化趨勢,冬季和春季徑流量呈現出顯著(zhù)的增加趨勢。年際尺度上,徑流量的主控因素是降水量,降水量對徑流量年內變化的影響主要發(fā)生在降水相對豐沛的6—10月份;冬季和初春季節氣溫上升對徑流量的改變存在一定的影響,且氣溫的貢獻率要比降水的貢獻率大,原因是氣溫升高加劇研究區內冰雪的消融,進(jìn)而導致瀾滄江源區的徑流增加。
利用寧波四明山區域氣象觀(guān)測站逐日和逐小時(shí)氣象要素觀(guān)測資料,分析該區域氣候條件,并以舒適度指標等評估其氣候生態(tài)。結果表明,1961—2017年四明山區域氣溫持續上升,降水增多,日降水峰值集中在16—18時(shí)且未出現明顯變化,小風(fēng)日數增多,氣候適宜日數明顯增加。氣溫是影響該區域人體舒適度的主因,其次是相對濕度和風(fēng);春秋舒適日數多,氣候溫潤,日晴夜雨特征明顯;夏季涼爽,是理想的避暑休閑勝地;年舒適時(shí)數高山與平原相近,但季節差異明顯,夏季高山地區非常舒適,其他三季平原更舒適。區域氣候模式結果顯示,未來(lái)四明山區域氣溫繼續維持升高趨勢,降水有所增加,極端高溫事件增多,極端低溫事件減少,人體舒適日數呈減少趨勢,春、秋季略增加,夏季減少明顯。
使用水文模型進(jìn)行氣候變化對水文水資源的影響評估時(shí),通常假定水文模型參數在歷史和未來(lái)時(shí)期是固定不變的,并未區分水文模型參數受環(huán)境變化的影響差異。針對該問(wèn)題,采用集對分析法以年降水量和年徑流量為依據進(jìn)行豐、平、枯水年的劃分,利用SWAT分布式水文模型分別率定不同水平年的模型參數,探究月尺度模型參數的非穩定性對年際年內徑流的影響。研究結果表明,分別以年降水量和年徑流量劃分豐、平、枯水年時(shí),1961—2010年這50年中有70%的年份為同枯或同豐。如果僅選擇某一水平年（豐、平、枯）背景下的資料進(jìn)行建模,將導致模擬精度較豐、平、枯整體考慮時(shí)降低,且是以偏大為主。用同樣的水文資料與代表不同環(huán)境條件下模型參數推求徑流過(guò)程時(shí),從年際變化角度看,使用某一水平年（豐、平、枯）背景下的參數,總體上模擬徑流偏濕潤,使得豐水年比重增加、枯水年比重降低;從年內分布看,受不同水平年參數影響,徑流的集中度減小,年內分配更加均勻,徑流集中期延遲。本研究可為提高未來(lái)變化環(huán)境下水文模擬可靠性提供參考,對于應對變化環(huán)境下的水資源適應性管理具有重要意義。
基于自然的解決方案(NbS)是近10年提出的人類(lèi)社會(huì )應對一系列環(huán)境和社會(huì )挑戰的成本有效的方式,但直到近期才在國際社會(huì )引起重視。針對氣候變化,NbS指通過(guò)對生態(tài)系統的保護、恢復和可持續管理減緩氣候變化,同時(shí)利用生態(tài)系統及其服務(wù)功能幫助人類(lèi)和野生生物適應氣候變化帶來(lái)的影響和挑戰。這些生態(tài)系統包括森林、農田、草地、濕地（海岸帶）生態(tài)系統,人工的或天然的。NbS能夠為實(shí)現《巴黎協(xié)定》目標貢獻30%左右的減排潛力,同時(shí)帶來(lái)巨大的環(huán)境和社會(huì )經(jīng)濟的協(xié)同效益。但是,在過(guò)去的氣候變化政策和行動(dòng)中,包括國家自主貢獻（INDC）,NbS尚未得到充分的重視,流入NbS相關(guān)的氣候資金明顯不足。為充分發(fā)揮NbS的潛力,建議開(kāi)展中國NbS減排潛力及其協(xié)同效應研究,識別成本有效的中國NbS優(yōu)先領(lǐng)域,梳理國際國內NbS成功案例,制定推動(dòng)NbS主流化相關(guān)激勵政策,推動(dòng)多領(lǐng)域NbS協(xié)同治理。
2017年底中國全國碳市場(chǎng)啟動(dòng),全球正式運行的碳排放權交易體系達到21個(gè)。伴隨碳排放權交易的廣泛開(kāi)展,加之產(chǎn)品市場(chǎng)不確定性的沖擊,控排企業(yè)的違約行為也日益多樣化和復雜化。基于此,根據中國碳市場(chǎng)試點(diǎn)地區的通行交易規則,通過(guò)在產(chǎn)品市場(chǎng)中引入隨機沖擊,分析在具有儲蓄機制且存在不確定性需求的碳交易體系中,企業(yè)違約行為的方式以及監管強度對企業(yè)違約行為的影響。研究結果表明:抽查比例較高的強監管設置下被試不會(huì )產(chǎn)生系統動(dòng)機來(lái)排放違約,弱監管設置下明顯的報告違約會(huì )導致排放總量上升。即使面臨不確定性沖擊,儲蓄機制依然能促進(jìn)控排企業(yè)以一個(gè)相對有效的方式跨期分配生產(chǎn)量。因此給出如下建議:違約處罰應該分級,報告違約處罰力度應大于排放違約;為提高實(shí)際履約率,各地應提高排放報告抽查比例;完善配額儲蓄機制。
在中國經(jīng)濟步入新常態(tài)之際,為了研究城鎮化背景下的長(cháng)期碳排放趨勢,構建了人口變動(dòng)與能源系統互動(dòng)的綜合分析框架與社會(huì )經(jīng)濟-能源系統模型。結果顯示,從2014年至2050年,預計有3億人口從農村流向城市,并呈現從中小型城市逐步向大型和特大型城市匯集的趨勢。人口流動(dòng)趨勢與人民生活質(zhì)量改善結合,推動(dòng)中國基礎設施建設、工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)和能源服務(wù)需求增長(cháng)。基準情景下,2050年中國一次能源消費總量達到84億tce,能源相關(guān)CO2排放達到176億t,比2013年增長(cháng)83%;而在低碳轉型情景下,通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新,2050年中國一次能源消費需求可以控制在61億tce左右,CO2排放在2020—2025年間達峰,2050年比基準情景降低78%。低碳轉型過(guò)程中,非化石能源電力和能效技術(shù)的減排潛力最大,工業(yè)和電力部門(mén)率先在2020年達峰,建筑和交通 ①（①按照國際通行的能源系統部門(mén)劃分標準和能耗概念,工業(yè)、建筑、交通均屬于終端能源消費部門(mén),其中建筑部門(mén)能耗指建筑運行能耗,而非建筑建造過(guò)程中的能耗;交通部門(mén)能耗指所有交通活動(dòng)能耗,既包括交通運輸業(yè)營(yíng)運類(lèi)運輸工具的交通能耗,也包括私人、公務(wù)非營(yíng)運類(lèi)運輸工具的交通能耗 [1]。）將在2030年左右達峰。實(shí)現低碳轉型所需新增固定投資占GDP的1.5%,不會(huì )給國民經(jīng)濟帶來(lái)重大負擔。中國實(shí)施新型城鎮化戰略具有技術(shù)和經(jīng)濟可行性。
《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（簡(jiǎn)稱(chēng)《公約》）第25次締約方會(huì )議取得了一定進(jìn)展,但未能就各方最為關(guān)注的《巴黎協(xié)定》第六條市場(chǎng)機制實(shí)施細則達成一致。會(huì )議成果平淡主要有4個(gè)原因:第一,過(guò)度強調提高各方減排目標力度而未能聚焦《巴黎協(xié)定》第六條相關(guān)談判;第二,主席國和部分締約方急切將各方尚未形成政治共識的提高承諾力度問(wèn)題引入談判進(jìn)程,破壞了談判氛圍;第三,各個(gè)議題推進(jìn)不平衡;第四,發(fā)達國家企圖逃避責任,促使發(fā)展中國家更加團結并形成對立。展望2020年的全球氣候多邊進(jìn)程形勢,《巴黎協(xié)定》第六條相關(guān)談判將繼續作為重點(diǎn),提高力度也將成為討論主題,但片面強調1.5℃目標可能引發(fā)重談《巴黎協(xié)定》風(fēng)險,同時(shí)發(fā)達國家背棄《公約》、轉嫁責任意圖明顯。全球氣候治理應聚焦落實(shí)承諾的力度,并平行推進(jìn)《公約》及其《巴黎協(xié)定》的實(shí)施。
氣候風(fēng)險可能給人類(lèi)社會(huì )帶來(lái)巨大的生命和財產(chǎn)損失,氣候保險通過(guò)轉移分散風(fēng)險成為應對氣候風(fēng)險的有效機制。文中首先在辨析氣候保險的概念和市場(chǎng)機制等理論基礎上,分析了氣候保險存在逆向選擇風(fēng)險與難以滿(mǎn)足大數法則、存在道德風(fēng)險與反饋效應的問(wèn)題;其次梳理了發(fā)達國家氣候保險的發(fā)展情況,其風(fēng)險分散和轉移功能比較強,保費一部分存在政府補貼,一般采取政府緊急貸款、再保險和保險衍生品的方式進(jìn)一步分散風(fēng)險,但是也存在道德風(fēng)險的問(wèn)題。最后分析了中國氣候保險的發(fā)展現狀發(fā)現存在著(zhù)難以滿(mǎn)足大數法則的問(wèn)題,道德風(fēng)險尚無(wú)明確體現,并提出建議:完善氣象站基礎設施、制定自然災害風(fēng)險地圖、提高公眾和敏感行業(yè)氣候保險的購買(mǎi)意愿等盡量使氣候保險滿(mǎn)足大數法則;促使保險公司在設計保險產(chǎn)品時(shí)考慮非經(jīng)濟成本,未雨綢繆避免道德風(fēng)險及反饋效應;適時(shí)發(fā)展氣候再保險和保險衍生品,建立分散和轉移風(fēng)險的市場(chǎng)機制。
近年來(lái),全球熱浪事件頻發(fā),對環(huán)境、生態(tài)系統以及人體健康造成了重大影響。對熱浪研究發(fā)展歷程和研究熱點(diǎn)與前沿進(jìn)行梳理有助于為研究學(xué)者提供一些有益的啟示。文中以熱浪為主題詞,從Web of Science核心數據庫中檢索出1975—2019年文獻2237篇,運用CiteSpace知識圖譜分析工具,對熱浪的研究進(jìn)展及演變趨勢進(jìn)行了圖譜解讀和分析。結果表明:(1)國外對于熱浪的研究起步較早,在該領(lǐng)域擁有較多的高影響力學(xué)者以及科研機構,如美國國家大氣研究中心;中國在熱浪領(lǐng)域起步較晚,但是發(fā)展速度很快,代表機構為中國科學(xué)院。(2)熱浪研究涉及的學(xué)科廣泛,如氣象與大氣科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)等,其中與環(huán)境相關(guān)的學(xué)科占主要。(3)熱浪研究熱點(diǎn)可概括為4個(gè)方向,包括熱浪對健康的影響、熱浪熱點(diǎn)事件、熱浪的影響因素以及熱浪研究方法。(4)熱浪的研究發(fā)展過(guò)程可分為3個(gè)階段:起始階段,研究重點(diǎn)在極端氣候現象導致的熱浪和熱浪的時(shí)間變化特征領(lǐng)域;發(fā)展階段,研究?jì)热轂?995年芝加哥熱浪事件與2003年歐洲熱浪事件,并關(guān)注了熱浪與城市熱島的關(guān)系及熱浪對健康的影響;當前研究階段,減少城市熱浪風(fēng)險和海洋熱浪是熱浪研究領(lǐng)域的前沿。
