近年，极端气候事件给人类带来了热浪、干旱、洪涝、热带气旋和森林火灾等，同时也造成生态系统变化、破坏粮食生产、中断水资源供给、损毁基础设施和房屋、增加发病率和死亡率、引发精神疾病，影响人类福祉。

极端气候事件能够刺激其他应激源，给人们的生活带来负面影响，对于生活在贫穷中的人们来说尤为如此。

直接的负面影响包括粮食减产、损坏房屋等；间接的负面影响包括粮价上涨、粮食安全问题等。未来我们将遭遇的很多风险都与气候变化密不可分，因此，气候变化位列第二严重的全球风险。

中国的气候变暖

尽管存在两个明显的加速增温期（1915—1945年、1980—1998年）和两个全球变暖停滞期（1950—1979年、2000—2015年），但过去一个世纪里全球变暖最明显的特征是温度时间序列呈上升趋势（图1）。图2和图1非常相似，即全球气候变暖的趋势在中国表现得尤为明显。

（点击图片，放大查看）

图1. 1850—2016年全球年平均气温异常距平变化

（与1961—1990年比较）

单位：℃ ；资料来源：世界气象组织，2017；

UK-Had：英国气象局哈德莱中心科学和服务办公室；

NOAA：美国国家海洋和大气管理局；

NASA：美国航空航天局。

（点击图片，放大查看）

图2. 1901—2016年中国的年平均地表温度异常距平

单位：℃ ；资料来源：国家气候中心，2017；

SAT：地表气温。

图3是近期美国和中国大气本底基准观象台（美国夏威夷州的冒纳罗亚和中国青海省的瓦里关）观测到的大气中的二氧化碳浓度。这两条二氧化碳浓度曲线非常接近，且都呈线性上升趋势。2016年，二氧化碳浓度超过了400ppmv，过去80万年中的最高值约280ppmv。

（点击图片，放大查看）

图3. 近期在中国瓦里关（WLG）大气本底基准观象台（北纬36°17′，东经180°54′，海拔3816m）和美国夏威夷州冒纳罗亚（MLO）大气本底基准观象台检测到的大气中的二氧化碳浓度

单位：ppmv；资料来源：中国气象局，2017；

大气中二氧化碳的月平均数据来源于

全球大气监测网的31个全球基准站之一。

人为的二氧化碳排放是导致中国以及全球气候变暖的主要外部诱因之一（图4和图5）。政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告表明气候变暖已成不争的事实，而且自20世纪50年代以来，很多业已检测到的变化都是几十年乃至一千年以来史无前例的。

（点击图片，放大查看）

图4. 1951—2010年全球变暖的趋势可以归因于温室气体（GHG）、人类活动（ANT）、气溶胶（OA）、自然因子（NAT）以及内部变化。

（点击图片，放大查看）

图5. 1961—2005年中国平均温度异常距平的变化可归因于温室气体（GHG）。

（a）观测平均温度异常距平（黑线）和

模拟平均温度异常距平（红线）的对比；

（b）大气气溶胶（AA）、土地利用（LU）和

自然因子（NAT）对平均温度异常距平的影响。

气温危险水平到2℃目标阈值

《联合国气候变化框架公约》（FCCC）于1992年生效，其最终目标是为了“将大气中的温室气体浓度稳定在防止气候系统受到危险的人为干扰的水平上。温室气体稳定到该水平所需的时间足以使生态系统自然地适应气候变化，从而保证粮食产量不受影响，经济平稳可持续发展。”然而，FCCC问世之初，对危险的人为温室气体水平并没有做出明确界定。

在17年后的哥本哈根气候变化会议上，人们达成了共识——将气温上升量控制在2℃以内。这一共识于2015年被正式认定为全球共同目标。换言之，由人为温室气体排放造成的气温变化应保持在2℃以内，或者最好是比工业化前水平低1.5℃。

图6展示了1861—2005年间中国年平均地表气温异常距平的时间序列，同时还有在IPCC的代表性浓度路径（RCP）2.6情景下，中国的年平均地表气温异常距平的时间序列（相较于1870—1900年）。

事实上，在最近的100年中，中国的年均气温升幅不到1℃[图6（a）]。然而，在RCP2.6情景下，21世纪的气温升幅将超过1.5 ℃，RCP2.6代表温室气体排放量最低的情景。因此，为了将气温的升幅控制在2℃以内[图6（b）]，未来中国的排放路径至少应保持在RCP2.6情景内。

图7展示了1990—2100年间全球气候变化在不同情景下的排放路径。中国将于2030年或更早达到其排放峰值。在其他的排放路径下，全球气温的升幅都超过了2℃。

（点击图片，放大查看）

图6.（a）1861—2005年间中国年平均地表气温异常距平的时间序列。

黑色实线表示CMIP5（第五次耦合模式比较计划）的29个

全球气候模式的多模式集合（MME）时间序列，

红线表示观测值（OBS）。

模型模拟值和观测值之间的相关系数（Cor）为0.69。

（b）在RCP2.6情景下，中国年平均地表气温异常距平的时间序列（与1871—1900年相比）。

（点击图片，放大查看）

图7. 1990—2100年不同全球气候变化情景下的排放路径。可能避免温度上升的综合评估模型（IAM）情景。

图中2020年叠加上的条形图表示预计排放量。

CO₂-eq：二氧化碳当量。

《巴黎协定》在中国

为了在中国实施《巴黎协定》的总目标，中国将：①在2030年前达到碳排放峰值；②转型进入低碳能源和绿色能源开发时代；③追求可持续发展，并通过大力改善环境、生态系统、人类健康、水资源供应和安全问题等实现对社会和经济的可持续性管理。

在该目标的指引下，中国必须走以低碳能源、绿色能源、清洁能源开发为特征的不可逆转的道路（图8）。为了实现这一目标，中国将大力发展可再生能源和地球工程。

目前，许多国家已经采取措施开发新型可再生能源。中国的低碳能源占2015年总能耗的17.9%。可再生能源产量占中国总能源产量的25%，这使中国成为世界领先的可再生能源生产国。

（点击图片，放大查看）

图8. 《巴黎协定》后，中国采取的减缓气候变化的行动。

（a）2000—2050年间的总排放趋势

（单位：Gt CO₂-eq）；

（b）未来中国的能源类型变化

（单位：Mt coal-eq）。

在中国，低碳能源和绿色能源呈上升趋势。

Coal-eq：煤当量。

为子孙后代保护地球

我们子孙后代的未来有两种可能：一种是和平、安全、可持续的未来；另一种是不可逆的、退化的、灾难性的未来。可持续的未来意味着我们的子孙后代可以享受到清洁的空气、舒适的气候（图9和图10）。

（点击图片，放大查看）

图9. 与2005年相比，2050年黑碳和二氧化硫的空气污染物排放水平。

在基线情景下，代表没有做过任何减少温室气体排放的努力，而在严格情景中，则采取了严格的减排政策，旨在到2100年实现二氧化碳当量浓度达到450~500（430~530）ppmv的目标。

（点击图片，放大查看）

图10. 机会空间、地球气候的未来走向以及恢复气候的路径。

如IPCC指出（图10）：

①我们的世界受到来自多重胁迫源的威胁，这些应激源从不同角度对地球的恢复能力造成冲击，在这里我们仅指生物物理胁迫源和社会的压力。胁迫源包括气候变化、气候变异、土地利用变化、生态系统退化、贫困、不平等和文化因素。

②机会空间是指决策点和路径。

③这些决策点和路径能够催生具有不同恢复能力和仍具风险的未来。

④决策点决定了在整个机会空间中是否作为，这与是否对气候变化带来的风险进行管控相一致。

⑤通过适应性学习、增加科学知识、采取有效的适应和减缓措施，在机会空间内恢复气候的路径（绿线）可以帮助我们建设一个恢复能力强的世界。

⑥降低地球恢复能力的路径（红线）可能包括减缓措施实施不力、适应不良、未能学习和应用知识……就地球气候未来的走向而言，这些都是不可逆转的。

参考文献

Yihui Ding. Sustainable Management and Action in China under the Increasing Risks of Global Climate Change[J]. Engineering, 2018, 4(3): 301-305.

点击文末“阅读原文”，可免费获取参考文献原文。

分享:点右上角分享给朋友或朋友圈

订阅:识别图中二维码

        或微信搜索中国工程院院刊

投稿:请发送邮件至

        engineering@cae.cn

长按二维码关注我们