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自20世紀90年代IPCC提出協(xié)同效益概念以來(lái),大量研究充分證實(shí)了溫室氣體減排政策、措施能產(chǎn)生可觀(guān)的局地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量和健康效益。相應地,既有研究也證實(shí)局地大氣污染物減排政策、措施對溫室氣體減排同樣具有協(xié)同效益。中國進(jìn)入工業(yè)化成熟期不久,局地大氣污染壓力即達到峰值,又迎頭遭遇國際應對氣候變化浪潮,同時(shí)面臨空氣污染物與溫室氣體雙重減排壓力。因此,國內研究不僅關(guān)注“由碳及污”或“由污及碳”的單向協(xié)同效益評估,更加重視對綜合減排措施的協(xié)同效益評價(jià)。21世紀初,美國國家環(huán)保局提出的溫室氣體與局地大氣污染物協(xié)同控制概念在中國得到更為廣泛的歡迎和接受,并由中國學(xué)者首先定義了協(xié)同控制的內涵,認為協(xié)同控制是實(shí)現最大化協(xié)同效益的手段和途徑。這一進(jìn)展將人們對協(xié)同效益的認識提升到“全球視野、局地行動(dòng)”的新高度,推動(dòng)人們從被動(dòng)地接受“協(xié)同效益”,轉而主動(dòng)尋求“協(xié)同控制”溫室氣體和局地大氣污染物,為統籌全球和國內（局地）兩個(gè)減排戰場(chǎng),提供了從認識論、方法論到實(shí)踐論的全方位支持。中國學(xué)者在國內外協(xié)同效益、協(xié)同控制研究基礎上,構建協(xié)同控制效應評價(jià)和協(xié)同控制路徑規劃方法,并通過(guò)多個(gè)行業(yè)、城市、區域的案例研究證實(shí)了該方法體系的科學(xué)性和可行性。“協(xié)同控制”也已上升成為國家應對氣候變化和持續改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要策略。在中國推進(jìn)美麗中國建設、實(shí)現碳達峰目標和碳中和愿景的過(guò)程中,協(xié)同控制的理念、措施、政策將發(fā)揮愈加重要的作用。未來(lái),協(xié)同控制研究需要將所關(guān)注的對象要素,從僅局限于大氣擴展至整個(gè)生態(tài)環(huán)境系統;而對建立協(xié)同控制的治理體系的研究,將成為實(shí)現宏觀(guān)層面氣候變化與生態(tài)環(huán)境治理協(xié)同的關(guān)鍵。
基于二維四象限圖構建了一個(gè)量化大氣污染控制和溫室氣體減排協(xié)同效應的評估指標,建立了量化評估協(xié)同效應方法;針對《大氣污染防治行動(dòng)計劃》評估中能源結構調整和產(chǎn)業(yè)結構調整措施進(jìn)行了協(xié)同效應量化實(shí)施效果評估。結果顯示：所有實(shí)施的減排污染物的措施均有正的CO2減排協(xié)同效應,應該積極鼓勵和推薦。實(shí)現CO2和SO2減排最大協(xié)同效應的措施是減少煤炭消費總量;此外,電力替代煤炭和油品、天然氣替代燃煤等也可以實(shí)現較大的SO2減排,但其CO2的減排效果相對較小;淘汰小型燃煤鍋爐可以實(shí)現較高的NO2和CO2減排;淘汰落后產(chǎn)能和化解過(guò)剩產(chǎn)能等也有較高的協(xié)同效應;SO2和CO2協(xié)同效應評估指數最高的是能源消耗下降措施,其次是燃料替代措施;NO2和CO2協(xié)同效應評估指數最高的是淘汰燃煤鍋爐措施,其次是天然氣替代燃煤措施;煙塵和CO2協(xié)同效應評估指數最大的是燃煤替代措施,其次是能源消耗下降措施。2013—2017年《大氣污染防治行動(dòng)計劃》能源結構調整和產(chǎn)業(yè)結構調整部分措施的實(shí)施,實(shí)現了SO2減排2264.78萬(wàn)t,NO2減排656.1萬(wàn)t,煙塵減排469.18萬(wàn)t,同時(shí)實(shí)現了CO2減排14.62億t,具有顯著(zhù)的正向協(xié)同效應。
開(kāi)展交通領(lǐng)域大氣污染物與溫室氣體協(xié)同減排研究對于實(shí)現能源、環(huán)境和氣候變化綜合管理具有重要意義。文中以我國交通部門(mén)污染物與溫室氣體協(xié)同治理為切入點(diǎn),開(kāi)展道路、鐵路、水運、航空和管道運輸等各子部門(mén)未來(lái)需求預測,并運用長(cháng)期能源可替代規劃系統模型（LEAP),通過(guò)構建基準情景、污染減排情景、綠色低碳情景和強化低碳情景,模擬分析我國交通領(lǐng)域能源需求、污染物及碳排放趨勢。結果表明,強化低碳情景下,我國交通部門(mén)能源消費將在2037年達峰,CO2排放將在2035年達峰;綠色低碳情景下,CO2排放將在2040年達峰;淘汰老舊汽車(chē)、“公轉鐵”“公轉水”等政策性措施將有效減少NOx、PM2.5等污染物排放,發(fā)展氫燃料、生物航油等技術(shù)性措施將進(jìn)一步減少污染物排放;要實(shí)現交通領(lǐng)域綠色低碳發(fā)展,需分別對客運、貨運交通從節能降碳與協(xié)同減排兩方面實(shí)施相關(guān)措施,綜合施策是完成能源消費與碳排放達峰目標的重要保證。
無(wú)水印刷技術(shù)作為印刷行業(yè)源頭替代的重要技術(shù)之一,主要適用于出版物印刷、包裝印刷等平板印刷,在國際上已得到了普遍應用。文中以北京某印刷企業(yè)為案例,開(kāi)展企業(yè)層面引進(jìn)無(wú)水印刷技術(shù)后揮發(fā)性有機物（VOCs）與CO2協(xié)同減排評估,通過(guò)實(shí)地監測和公開(kāi)文獻獲取數據,進(jìn)行實(shí)證研究。結果表明,與基準情景相比,采用無(wú)水印刷技術(shù)和安裝末端治理設施均能減少VOCs的排放量,但采用無(wú)水印刷技術(shù)的VOCs減排效果更佳,減排率為60%左右。采用無(wú)水印刷技術(shù)后CO2排放量顯著(zhù)下降,安裝末端治理設施會(huì )增加CO2排放量。以無(wú)水印刷為代表的源頭替代技術(shù)可以實(shí)現VOCs和CO2的協(xié)同減排。
以高能耗為主要特征的工業(yè)部門(mén)是大氣污染物和溫室氣體的重要排放源。為推動(dòng)協(xié)同管控,文中結合生態(tài)環(huán)境部在重慶市組織開(kāi)展的試點(diǎn)工作,對工業(yè)企業(yè)NOx污染治理協(xié)同控制溫室氣體的效應進(jìn)行了量化分析。結果表明,以末端治理為手段的NOx治理措施協(xié)同控制溫室氣體的效果為負,即工業(yè)企業(yè)去除1 t NOx會(huì )直接或間接增加CO2排放1.811 t,采用SNCR技術(shù)且選擇氨水等非尿素類(lèi)脫硝劑有助于減少工藝過(guò)程和電力間接CO2排放。2017年工業(yè)企業(yè)NOx減排導致CO2排放增加52.57萬(wàn)t,占重慶市能源活動(dòng)CO2排放總量的0.3%。電力碳排放因子降低1%和降低5%情景下,NOx減排的總協(xié)同度將分別提高0.9%和4.3%,尤以水泥制造業(yè)的協(xié)同效果改善最明顯。減少尿素使用和提高電力低碳化程度有助于降低工業(yè)領(lǐng)域NOx減排對CO2排放的負協(xié)同效果。
Gao2008、Crowley2013和Sigl2015火山強迫資料,均基于極地冰芯重建。由于每組重建使用的冰芯數據和分析方法等不同,因此結果存在差異,從而影響氣候模式應用。文中詳細梳理三組火山強迫資料在原始冰芯數據、信號識別提取和沉積通量計算等方面的差異;介紹重建中涉及的對未知火山事件發(fā)生季節、緯度及從極地硫酸鹽沉積通量向平流層輻射強迫通量轉換等所做的假設;歸納資料中存在的共性問(wèn)題。在此基礎上,總結重建不確定性對模式應用的影響,希望為涉及氣候模式的研究工作提供從氣候系統外強迫資料解讀或審視氣候變化模擬與影響評估的視角,更好為氣候模擬和預測服務(wù)。
沿海地區頻繁遭受洪水災害,往往并非單一災種驅動(dòng),而是多種致災因子相互影響的綜合結果。文中梳理了沿海地區復合洪水的主要驅動(dòng)機理,歸納了復合洪水危險性研究中統計模型和動(dòng)力數值模型兩類(lèi)主要研究方法,并分別闡述了近年來(lái)主要進(jìn)展。復合洪水是極端高潮位（包括天文潮位、風(fēng)暴潮和海浪)、河流洪水和強降水過(guò)程的兩兩組合或者是三者同時(shí)發(fā)生。基于統計模型的復合洪水危險性研究主要致力于各致災變量的關(guān)聯(lián)性分析和聯(lián)合概率建模,可較好理解大尺度上復合洪水的時(shí)空變化,以及和氣候因素之間的關(guān)系,其研究難點(diǎn)和未來(lái)趨勢是構建非一致假設下二維以上的復合洪水統計模型。基于水動(dòng)力數值模型的復合洪水淹沒(méi)模擬需要水文、海洋和水力等多個(gè)模型耦合以及大氣氣象要素（臺風(fēng)過(guò)程、風(fēng)場(chǎng)、氣壓場(chǎng)）作為重要邊界條件,建模過(guò)程較復雜,計算耗時(shí)長(cháng),對計算水平要求高,但可較好地刻畫(huà)復合洪水的演變過(guò)程,并便于未來(lái)情景分析。未來(lái)需要重視沿海地區復合洪水致災成害機理的研究。在氣象海洋預報業(yè)務(wù)服務(wù)方面,建議加強沿海地區復合洪水監測與預警技術(shù)方法研究,對沿海地區復合洪水過(guò)程全方面多角度監測,進(jìn)行動(dòng)力框架改進(jìn)、物理過(guò)程參數化優(yōu)化和資料同化,提高模式網(wǎng)格分辨率,優(yōu)化集合預報方案。最后,亟需探究未來(lái)氣候變化及人類(lèi)活動(dòng)對復合洪水危險性的綜合影響。
利用區域性極端事件客觀(guān)識別方法（OITREE）和長(cháng)江中下游地區381站逐日降水資料對1961—2018年長(cháng)江中下游地區的暴雨過(guò)程進(jìn)行了客觀(guān)識別。共識別挑選出245次區域性暴雨過(guò)程。長(cháng)江中下游地區暴雨過(guò)程持續時(shí)間以2~3 d為主,最長(cháng)為8 d,累積強度主要集中于（2~4）×103 mm之間,累積面積主要集中于（2~5）×105 km2之間。長(cháng)江中下游地區暴雨過(guò)程主要發(fā)生在夏季,尤其是6—7月。湖北東南部、安徽南部和江西北部是長(cháng)江中下游地區暴雨過(guò)程發(fā)生最頻繁的地區。長(cháng)江中下游地區暴雨過(guò)程既有長(cháng)期變化趨勢,又有年代際變化特征,近58年來(lái)發(fā)生頻次顯著(zhù)增加（0.3次/(10 a)）,暴雨過(guò)程頻次及5項指標均呈現出明顯的年代際變化特征,20世紀60—80年代末期為暴雨過(guò)程偏少階段,90年代呈增加趨勢并在90年代末期達到峰值,在21世紀初急速下降后又有緩慢增加趨勢。
枯季是水旱、水生態(tài)和水資源問(wèn)題的重要時(shí)期,枯季徑流的變化直接影響著(zhù)河流生態(tài)和流域水資源管理。基于中國網(wǎng)格氣象數據和主要江河枯季徑流資料,初步分析了1961—2018年中國氣候變化趨勢和主要江河枯季徑流演變特征與成因。結果表明,全國枯季平均氣溫顯著(zhù)上升,北方地區升溫較早,南方地區2001—2018年升溫明顯。全國約84%的地區枯季降水有增加趨勢,其中約42.2%的地區增加顯著(zhù);全國枯季降水呈現西北、東北和東南顯著(zhù)增加,中部變化不顯著(zhù)格局。黃河中游和海河枯季徑流下降顯著(zhù),2001—2018年黃河中游枯季徑流較1961—1980年減少了34%,同時(shí)期海河流域枯季徑流量減少幅度均超過(guò)80%;松花江上游和長(cháng)江流域枯季徑流增加顯著(zhù),2001—2018年松花江上游枯季徑流量增加了約67%,長(cháng)江流域枯季徑流量增加了約16%。枯季降水增加主導了松花江上游、遼河、淮河、長(cháng)江以及珠江枯季徑流的增加;氣溫的顯著(zhù)上升對黃河中游和海河等地枯季徑流有顯著(zhù)負向作用;人類(lèi)活動(dòng)是松花江中游、黃河和海河枯季徑流下降的主要影響因素。盡管全國枯季降水的增加對于緩解流域生態(tài)和水資源問(wèn)題有積極作用,但人類(lèi)活動(dòng)和氣溫顯著(zhù)上升加速了水資源的消耗,加大了流域水資源脆弱性。
水資源是制約中國西北干旱區社會(huì )經(jīng)濟可持續發(fā)展和生態(tài)安全的關(guān)鍵因素。以發(fā)源于帕米爾高原東部的喀什噶爾河和葉爾羌河流域為研究區,基于該區6個(gè)氣象站月平均氣溫和降水量觀(guān)測資料,以及5條代表性河流的出山口水文站1950年代晚期以來(lái)的月徑流量觀(guān)測數據,分析了該區域氣候和水文年際變化特征,以及氣候變化背景下徑流量的響應特征。結果發(fā)現：(1)研究區降水、氣溫都呈顯著(zhù)上升趨勢,除蓋孜河外,所有河流徑流量均呈顯著(zhù)上升趨勢。河流徑流量的年內分布和年際變化特征反映了各河流徑流主要補給來(lái)源的差異。(2)帕米爾高原東部河流出山口徑流量受到氣溫和降水的共同影響,其中以冰川補給為主的葉爾羌河、庫山河和蓋孜河年徑流量與當年夏季（6—8月）氣溫顯著(zhù)正相關(guān)（P<0.001);以降水和積雪補給為主的提孜那甫河和克孜河年徑流量與上年7月至當年6月降水量顯著(zhù)正相關(guān)（P<0.001)。(3)隨著(zhù)氣溫升高和降水量增加,流域的蒸發(fā)加劇,帕米爾高原東部河流徑流量對氣候變化的響應出現了明顯的變化：年徑流量與夏季氣溫的正相關(guān)關(guān)系減弱,與上年7月至當年6月降水量正相關(guān)增強。
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