氣候系統中的水循環(huán)處于不斷運轉演化和更新中。近年來(lái)在全球變暖和人類(lèi)活動(dòng)的雙重影響下，水文循環(huán)發(fā)生了顯著(zhù)變化，引起了社會(huì )和學(xué)界的廣泛關(guān)注。水文循環(huán)是氣候系統的核心，是連接氣候子系統的紐帶，也是水文氣象學(xué)研究的核心問(wèn)題。近年來(lái)國內外學(xué)者采用各種觀(guān)測手段及海-陸-氣耦合模型檢測和模擬水文循環(huán)變化，取得了豐碩成果。對其變化的物理機制和驅動(dòng)因素有了深入的理解，提高了對其未來(lái)可能變化的預測預估水平。文中對最近20余年與水文氣象學(xué)相關(guān)的水文循環(huán)發(fā)生的變化，引起全球、區域及流域水文循環(huán)通量變化的原因，以及未來(lái)變化的預測等問(wèn)題所取得的進(jìn)展做了較全面的闡述。最后對水文氣象學(xué)領(lǐng)域水文循環(huán)變化研究應關(guān)注的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
利用全國754站逐日最高氣溫觀(guān)測序列，在論證極端溫度概率分布與非平穩性關(guān)系的基礎上，構建和比較了多種非平穩廣義極值模型，定義了極端高溫的動(dòng)態(tài)重現期和重現水平，提出了一種極端高溫事件的新型評估思想和方法，并將其應用于極端氣候變化研究。通過(guò)該方法可以更好地解釋極端事件的真實(shí)極端性，有效地增強極端事件之間的可比性，從而保留更多歷史極端氣候事件的信息。動(dòng)態(tài)重現期的變換運用可對當前極端事件發(fā)生的真實(shí)狀態(tài)和趨勢提出更準確評估。該方法的提出可有效澄清學(xué)術(shù)領(lǐng)域和公共輿論對于多年一遇極端事件的理解上長(cháng)期混淆重現期的絕對值和概率性這一分歧和謬誤。
鑒于熱帶氣旋（TC）對我國沿海地區的影響，研究全球變暖背景下未來(lái)登陸我國TC活動(dòng)的變化，對于我國沿海地區的防災減災具有重要意義。基于CMIP5中全球氣候模式HadGEM2-ES數據，文中利用區域氣候模式RegCM4開(kāi)展了歷史時(shí)期和3種情景（RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5）下未來(lái)東亞區域氣候的動(dòng)力降尺度模擬，檢驗了模式對歷史登陸我國TC活動(dòng)及其相關(guān)大尺度環(huán)境場(chǎng)的模擬能力，并預估了3種情景下2030—2039年、2050—2059年和2089—2098年，登陸我國TC的路徑、強度和頻率的變化特征。結果表明：模式能合理地再現東亞區域歷史時(shí)期（1986—2005年）大氣環(huán)流場(chǎng)的空間結構以及登陸我國TC的特征；在3種情景下未來(lái)登陸我國TC的平均強度和數量均有不同程度的增加，尤其是臺風(fēng)及以上級別TC的總數明顯增加，其中RCP8.5情景最突出，到21世紀末期（2089—2098年）登陸我國TC的平均強度、臺風(fēng)及以上級別TC總數的年平均值較歷史時(shí)期將分別增加7.56%和1.05個(gè)；不同情景下未來(lái)登陸我國TC的路徑均有不同程度的北移趨勢，且全球升溫的幅度越大，北移趨勢越明顯，這可能與未來(lái)中國近海顯著(zhù)變暖和垂直風(fēng)切變減弱有關(guān)。未來(lái)我國沿海地區尤其是中高緯度很可能將面臨日益嚴峻的TC災害風(fēng)險，亟需盡快開(kāi)展防災減災及對策研究。
基于1970—2019年秦嶺-淮河地區氣象站點(diǎn)觀(guān)測數據，以日均溫穩定≥10℃持續日為主要指標，以1月平均氣溫為輔助指標，借助薄盤(pán)樣條插值（TPS）及基于數字高程模型（DEM）的普通克里金插值法，探討秦嶺-淮河地區亞熱帶北界對全球氣候變暖及變暖“停滯”現象的響應及變化。結果表明，1970—2019年秦嶺-淮河地區日均溫穩定≥10℃持續日及1月平均氣溫均呈不同程度的上升趨勢，但二者高低值的分布年份并不相同；50年來(lái)亞熱帶北界在秦嶺段出現了明顯的向高海拔地區移動(dòng)的趨勢，其中，秦嶺南坡共計抬升153.3 m，北坡抬升148.8 m。在變暖“停滯”期間，秦嶺南、北坡亞熱帶北界所處海拔的變化具有較高的同步性，但在1980s至1990s期間差異性較大。1970—2019年亞熱帶北界在淮河段北移1.3個(gè)緯度以上，在115°E附近甚至達到3個(gè)緯度，與中國過(guò)去2000年亞熱帶北界曾到達的最北位置相仿；從年代際上來(lái)看，亞熱帶北界在1990s期間北移最明顯，黃河流域下游部分區域已由暖溫帶逐漸轉化為亞熱帶。
基于國際耦合模式比較計劃第六階段（CMIP6）模式模擬以及觀(guān)測數據，評估了9個(gè)CMIP6模式對亞洲地區葉面積指數（LAI)、總初級生產(chǎn)力（GPP）和凈初級生產(chǎn)力（NPP）的模擬性能。模擬評估結果表明，9個(gè)CMIP6模式能夠較好地模擬出亞洲地區陸地生態(tài)系統LAI、GPP和NPP的時(shí)空分布特征。綜合來(lái)看，多模式集合（MME）模擬效果最佳，其模擬的LAI、GPP和NPP與觀(guān)測的空間相關(guān)系數分別達到0.90、0.81和0.89，均方根誤差在0.5左右。在此基礎上，利用MME結果進(jìn)一步預估了亞洲地區陸地生態(tài)系統在SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的未來(lái)變化。總體而言，亞洲地區LAI、GPP和NPP到21世紀末都呈現上升趨勢。其中，溫室氣體高排放情景下的上升趨勢大于溫室氣體低排放情景下的上升趨勢，亞洲中高緯度地區的增幅大于低緯度地區的增幅。從區域平均來(lái)看，到21世紀末期，與當今氣候態(tài)相比，北亞LAI、GPP和NPP的增幅最大，其在SSP5-8.5情景下分別增加68%、106%和90%；東南亞增幅最小，分別為15%、34%和39%。在SSP1-2.6情景下，北亞LAI、GPP和NPP在21世紀末的增幅分別為23%、29%和26%；東南亞分別為3%、10%和11%，意味著(zhù)未來(lái)全球變暖背景下亞洲區域陸地生態(tài)系統變綠和固碳幅度加強。
為加快碳達峰、碳中和進(jìn)程，中國正探索碳總量控制制度，而省域碳配額分配是落實(shí)總量控制目標的重要抓手。從分配準則、分配方法和分配結果3個(gè)環(huán)節對關(guān)于中國省域碳配額分配的研究開(kāi)展綜述。結果表明，兼顧公平和效率原則是各方研究共識，但對于公平原則的解讀和測度尚存爭議。指標法和優(yōu)化法在省域碳配額分配中被廣泛采用，前者能兼顧多方利益，后者能提升分配效率；混合法因具備多方法優(yōu)勢而具有較大發(fā)展潛力；博弈法因缺乏透明度而較為罕見(jiàn)。既有分配結果對各省分配的減排責任與各省實(shí)情間尚有差距，并僅關(guān)注某一特定年份當期或者某一時(shí)間區間內累計的碳配額分配，缺乏對逐年碳配額分配的關(guān)注。建議后續研究進(jìn)一步關(guān)注兼顧公平與效率、考慮區域異質(zhì)性與消費端排放責任、采用多方法組合、兼容個(gè)案特殊性的跨期動(dòng)態(tài)分配方法學(xué)的構建過(guò)程。
碳配額分配是碳排放控制的關(guān)鍵，在實(shí)現國家“雙碳”目標下探尋更利于高質(zhì)量發(fā)展的省級分配方案具有重要意義。基于平等主義、歷史責任、支付能力、排放效率和可行性分配準則，使用綜合指標法設計了10種分配方案，并以高質(zhì)量發(fā)展為標準，使用Malmquist指數模型對這些方案進(jìn)行評價(jià)。結果表明：我國各省份在不同分配方案下?lián)碛卸鄻踊奶寂漕~，多數地區根據排放效率準則、支付能力準則、歷史責任準則和可行性準則（方案F）獲得最大配額。從國家層面看，方案F具有最佳的經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展性能，是相對最優(yōu)的選擇。從區域層面看，各省在不同分配方案下有不同的經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展表現，多數地區根據平等主義準則、排放效率準則和可行性準則（方案G）實(shí)現最優(yōu)發(fā)展。排放效率指標的選取對分配方案的結果具有穩健性。
交通運輸行業(yè)是溫室氣體排放的主要來(lái)源之一。“雙碳”目標對交通領(lǐng)域碳減排工作提出了更高的要求。我國交通運輸行業(yè)能源消耗統計和溫室氣體排放測算的統計數據基礎較為薄弱，目前國家層面尚未公布統一的交通運輸溫室氣體核算方法，溫室氣體排放存在底數不清的問(wèn)題，其核算邊界、范圍、方法都有待進(jìn)一步明確。文中通過(guò)梳理國內外交通運輸領(lǐng)域溫室氣體核算邊界及測算方法，提出了適用于我國交通運輸不同子領(lǐng)域溫室氣體的測算研究思路。并針對我國交通運輸溫室氣體核算工作現存問(wèn)題，從健全行業(yè)能耗與排放核算方法體系、建立交通運輸能耗與碳排放數據共享機制、加強交通能耗與碳排放核算方法培訓、強化數據質(zhì)量管理等方面提出相應的政策建議，為我國交通運輸行業(yè)溫室氣體排放核算工作的持續開(kāi)展提供參考。
氣候變化與生物多樣性喪失是當前全球面臨的兩大熱點(diǎn)和難點(diǎn)環(huán)境問(wèn)題，二者協(xié)同推進(jìn)的必要性和重要性也在全球范圍內形成廣泛共識。文中在總結我國“雙碳”目標下應對氣候變化與保護生物多樣性協(xié)同的現狀與挑戰的基礎上，對近年來(lái)各國應對氣候變化和保護生物多樣性協(xié)同方面的政策實(shí)踐進(jìn)行了系統梳理與總結，各主要國家近年來(lái)在戰略規劃、生態(tài)空間、綠色金融、科技創(chuàng )新等方面進(jìn)行了大量實(shí)踐探索以推動(dòng)二者協(xié)同，在這些實(shí)踐推動(dòng)下，全球已逐漸將“碳中和”和“生物多樣性”融入生態(tài)環(huán)境治理新格局、將基于自然的解決方案（NbS）作為二者協(xié)同領(lǐng)域最有效的新路徑、將綠色金融和科技創(chuàng )新作為推動(dòng)二者協(xié)同發(fā)展的新動(dòng)力。鑒于此，我國在二者協(xié)同推進(jìn)中亟需將生物多樣性保護納入雙碳“1+N”政策體系，注重將基于自然的解決方案融入城鎮化、鄉村振興等重大國家發(fā)展戰略，鼓勵引導綠色金融、數字科技支持二者協(xié)同的重點(diǎn)領(lǐng)域，提高公眾認知和社會(huì )參與，以推進(jìn)二者協(xié)同并助力我國成為全球生態(tài)治理的重要參與者、貢獻者和引領(lǐng)者。
隨著(zhù)氣候變化影響加劇，全球氣候治理進(jìn)程加速，實(shí)現碳達峰已經(jīng)成為全球氣候行動(dòng)的核心，各國也相繼制定碳中和目標并開(kāi)展行動(dòng)。中國在第75屆聯(lián)合國大會(huì )一般性辯論上提出了碳達峰碳中和目標，部分已實(shí)現碳達峰的發(fā)達經(jīng)濟體也提出了各自的碳中和承諾。文中從“整體-階段”及“焦點(diǎn)-公平”視角分析了歐盟和美國等主要發(fā)達經(jīng)濟體碳達峰的歷程和特點(diǎn)，以及其碳中和目標和規劃。研究發(fā)現，發(fā)達經(jīng)濟體在碳達峰過(guò)程中普遍經(jīng)歷了較長(cháng)的爬坡期（58~136年）和平臺期（4~20年)，在碳達峰時(shí)，發(fā)達經(jīng)濟體的能源結構以油氣為主，油氣占一次能源消費比重為57%~77%，其人均排放量、歷史累計排放以及人均GDP也都處于較高水平，在碳達峰前后總體處于經(jīng)濟與碳排放脫鉤狀態(tài)。各發(fā)達經(jīng)濟體的碳中和路徑均以能源轉型為重點(diǎn)，采用了多元化的政策工具，并且注重低碳和負碳技術(shù)的革新。根據發(fā)達經(jīng)濟體的政策展望，在實(shí)現碳中和時(shí)，均難以將絕對排放量降為零，都需要通過(guò)碳移除手段進(jìn)行抵消。通過(guò)對比分析，發(fā)現中國的碳達峰和碳中和目標是具有雄心的氣候承諾，相較其他發(fā)達經(jīng)濟體需要付出更大努力。建議運用全面綜合的政策工具支撐碳中和目標的有效落實(shí)，加快中國的氣候立法，在兼顧公正轉型的同時(shí)推動(dòng)能源結構調整，注重可再生能源和能效方面的新技術(shù)開(kāi)發(fā)應用。
總結發(fā)達國家能源轉型過(guò)程中的經(jīng)驗和教訓，對中國推動(dòng)能源轉型和實(shí)現“雙碳”目標具有重要意義。文中回顧了中國和德國電力結構的演變進(jìn)程，闡述了中國和德國能源轉型的機制，并以2022年3月19日為例，分析了德國電力系統靈活性調節的經(jīng)驗。研究表明，健全的法律體系為德國能源轉型提供了重要保障，“煤炭委員會(huì )”和相關(guān)財政支持有效解決了煤電轉型過(guò)程中的問(wèn)題，電力市場(chǎng)化是發(fā)展可再生主體新型電力系統的重要前提，風(fēng)力和光伏發(fā)電精準預測與管理是可再生能源消納的關(guān)鍵，煤電和互聯(lián)互通的歐洲電網(wǎng)是當前德國電力供給的重要保障，過(guò)于激進(jìn)的退煤去核戰略是造成2022年德國能源危機的重要原因。最后，從法律保障、市場(chǎng)改革和可再生能源預測與管理等方面提出了中國能源轉型的政策建議。
