第9卷第6期 2013年11月 气候变化研究进展 PROGRESSUS INQUISITIONES DE MUTATIONE CLIMATIS Vo1 9 NO.6 November 201 3 编者按: 联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第5次评估报告(AR5)第一工作组报告的决策者摘要于2o1 j年 9月27日发布,全文于9日80日释放。Nature和Science等杂志对此进行了热烈的讨论。这里刊登王绍武等对上 述刊物的评论所作的介绍。需要指出,这里只是客观的介绍,并不代表本刊或本文作者完全同意下面介绍的观点。 doi:1O 3969/j.issn 1673—1719.2013.06.007 王绍武,罗勇,赵宗慈,等IPCC第5次评估报告问世IJJ.气候变化研究进展,2013,9(6):436—439 IPCC第5次评估报告问世 The Fifth IPCC Assessment Report Hits the Streets 王绍武’,,罗 勇 , 赵宗慈 , 闻新宇 ,黄建斌 北京大学物理学院大气与海洋科学系气候与海一气实验室,北京1 0087 2清华大学地球系统科学研究中心,北京1 00084 IPCC第5次评估报告(AR5)第一工作组评估 报告发布的前后一段时间内,国际上对报告的反应 十分强烈。Nature杂志于2013年9月19日发表了一 个专栏,包括编者按及对IPCC 25年回顾,共发表 了9篇文章I‘。 ,Nature GeoscienceI J及Nature Climate ChangeI“I发表了编者按。Science也发表了编者按 l 这些报告为决策者提供r对气候变暖的科学评价, 形成国际气候谈判的重要基础,并丁2007年获得诺 贝尔和平奖。IPCC FAR指出:“F}1干人类活动排放 (温室气体)的显著增强,大气中温室气体浓度增加, 这个增加增强r温室效应,使平均温度I 升”。IPCC SAR认为:“平衡各方面的证据,人类活动对全球气 候的影响是可以识别的”。IPCC TAR的结论是:“近 和评论 l。下面对这些文章中讨论较多的几个问题, 作一个扼要的介绍。 5O年观测到的变暖可能(>66%机会)是温室气体浓 度增加的结果”。IPCC AR4提高了对这种可能性的 1 人类活动影响全球变暖的可信度提高 从1990年IPCC发表第1次评估报告(FAR)至 今已有23年。IPCC共发布了5个评估报告(表1), 估计:“20世纪中叶以来的全球平均温度的增加很可 能(>9O%机会)是由观测到的温室气体浓度增加造 成的”。IPCCAR5进一步提高了对这个结论的信度: “非常可能(>95%机会)人类对气候的影响可以解 表1 历届IPCC第一工作组科学评估报告 0 Table 1 IPCC assessment reports of Working Group I[ 资助项目:中国科学院战略性先导科技专项(9-XDA05090104,9-XDA05080801) 6期 王绍武,等:IPCC第5次评估报告问世 437 释一半以上195 1—2010年全球平均温度的上升”。 可以看出,23年来IPCC ̄告逐步增强了对人类活动 影响这一科学结论的可信度 。 的联合主席StockerIH 就持有这种观点。他认为今后 评估报告可以分为许多卷,例如海平面变化、近期 气候变化,分别出版,哪一个问题成熟就出版哪一 个。这样就可以把观测与模式分开,采用不同的时 IPCCAR5第一工作组(科学)的报告于2013年 9月发布,第二工作组(影响)及第三工作组(减缓) 的报告将分别于2014年3月及4月发布。这将为2015 年完成减排的长期目标谈判打下基础。 2似曾相识 由于报告愈来愈庞大(表1),间隔6年发布一 个包罗万象的报告,不能及时反映当前的热点问题。 因此,有的作者认为这可能是IPCC最后一次发布综 合报告了[11。总结起来,IPCC评估报告的编写过程 和方式有3个方面的问题:(1)报告时间间隔太长…, 每一次评估报告限定了采用文献的发表日期,在此 日期之前国际上的知名杂志会收到前所未有的文章, 但是并不是每一篇文章都是深思熟虑的科研成果 。 (2)各学科分支进展速度不同,例如观测每年都有新 资料,但是模式则不可能年年更新” 。(3)由于多年 来的研究,有的问题日趋成熟,因此有的评论认为 IPCC AR5的某些结论似曾相识lIo】。例如,1990年 IPCC FAR对于到2 1 00年海平面上升的预估是 0.32~1.08 m,2013年IPCC AR5是0.29~0.96 m, 相差无几。一个最重要的量 平衡气候敏感度 (ECS),1990年的估计是1.5~4.5℃,中间经过微 小的摆动,2013年又回到了最初给定的值。 虽然有的结论看起来变化不大,但实际上科学 还是进步了。例如,Kerr[坦】也注意到对ECS的评估 又回到了Charney的“专家判断”。但是,他提醒说, ECS不是一个现实的量,过去从来没有观测到,将 来也永远不会观测到。更实际、也更有意义的是瞬 变气候响应(TCR),也就是温室气体每年增加1%, 最后达到CO,浓度加倍时的温度变化。IPCC AR4对 TCR的估计是1.1~3.1℃,AR5的估计为1.0~2.5℃, 缩小了不确定性范围,并且指出非常不可能>3℃, 这是一个重要的进展。 不过,继续每6~7年发布一个包罗万象的报告, 可能已经不能适应当前的形势了。IPCC第一工作组 间间隔出版。实际上过去已经有过这样的试验。 管 理极端事件及灾害风险,推进气候变化适应 (SREX)及 更新能源减缓气候变化 (SRREN)两 个特别报告就是很好的例子。KintischIB 也赞同缩小 报告目标、分散出版时间。 3涨潮 IPCC AR4估计到21世纪末全球海平面(SL)上 升18~59 cm。但是,不少科学家认为这个估计过于 保守 】。IPCC AR4承认由于技术原因没有把格陵兰 冰盖及南极冰盖的消融考虑在内。所以2007年的归 因研究只解释了实际SL上升的60%。但是,2007年 之后科学研究有了很大进步,到2011年已经可以解 释全部SL的变化。1961—2003年平均海平面上升 速度为1.78 mm/a,其中南极冰盖的贡献是0.30 mm/a,格陵兰冰盖为0.12 mm/a,冰川及冰帽为0.67 mm/a,海水热力膨胀为0.80 mm/a,合计1.89 mm/a。 但是陆地水储藏增加使海平面下降0.11 mm/a,所以 最后SL上升为1.78 mm/a。 由于过程模式不能很好地预估SL变化,所以有 的科学家提出半经验模式,根据这些模式预估到21 世纪末SL上升1~2 m。2007年之后过程模式也有 了很大改进,IPCCAR5把2100年SL的变化提高到 29~96 mm,但是仍低于半经验模式的预估。 从更长远来看,大陆冰盖可能在未来几百年内 瓦解,因此研究300万年前的上新世很有意义,那 时大气中CO 浓度约为400×10,与2l世纪的情 况接近。但是,如果回到始新世初期(5500万年之 前),冰盖完全融化,SL将上升701TI。不过,那需 要几千年时间,人类还来得及进行研究。 4保护喜马拉雅 谈到喜马拉雅,人们会想起IPCC AR4所犯的低 438 气候变化研究进展 2013年 级错误,宣称喜马拉雅山的冰川I将在2035年消失l 。 不过,虽然没有这么可怕,但是,喜马拉雅的生态 还是面临着危机,全球变暖与其他压力的威胁是真 实存在的。就在2013年夏天印度喜马拉雅遭受洪水、 滑坡等灾害,伤亡人口数以千计,经济损失为5亿~ 20亿美元。与之类似,2010年巴基斯坦死亡2000人, 移民数百万人,损失400亿美元。 气候变暖的新闻占据了报纸的头条,但是却对 山区的脆弱性习以为常。喜马拉雅地区人口增长很 快,景观也随之变化。按照现代放牧及砍伐森林的 速度,到2010年就会失去1/3的印度喜马拉雅森林, 1/4的物种将灭绝,这会影响水系的运行。由于能源 需求,未来l0年可能在喜马拉雅建立400座新的水 库,制定这些计划的人并不了解或者忽视了其科学 意义。 喜马拉雅只有4500万年的历史,北美洲阿巴拉 契亚山有4.4亿~4.8亿年历史,印度阿拉瓦利有40 亿年历史。所以喜马拉雅是一个相对年轻的山脉,现 在还在上升。气候变暖当然是一个问题。冰雪融化 形成新的冰湖,原有的湖面也在扩大,因此洪水暴 发的威胁增加。洪水造成滑坡,阻塞河道。喜马拉 雅比其他山区变暖更激烈,用混凝土代替木砖结构, 造成热岛效应,进一步使变暖增强。因此,喜马拉 雅的居民面临生态退化及环境不稳定。所以,喜马 拉雅地区的国家应该联合起来建立一个国际网监测 生态危机,并及早发出警告。 5变暖停滞 虽然大气中温室气体的浓度继续增加,但是21 世纪初全球平均温度却没有上升,这对人类活动造 成气候变暖的观点是一个挑战l 。对于近l5年(1998 2012年)温度变化曲线平缓,有两种解释,一种解 释认为是平流层水汽减少、平流层及对流层气溶胶 增加以及太阳活动l1年周期在2009年达到低点,这 使得辐射强迫下降;另一种解释认为变暖停滞至少 部分是自然影响,特别是由热带太平洋类似La Niifa 状态的冷却造成的。Kosaka等 即持后一种观点。 Kosaka等 】用GFDL CM2模式做了3个试验:(1) HIST,用观测的大气成分变化、太阳1 1年周期及火 山活动作强迫;(2)POGA—H,辐射强迫与HIST相 同,但赤道东太平洋占全球面积8%的海洋用观测的 海表温度(SST)作强迫;(3)POGA—C,与POGA. H相同,但温室气体固定在1990年的值。自1950年 积分到2012年,每个试验用10个积分作集合,但只 讨论SST观测较为准确的43年(1970 2012年)。 在这段时间POGA.H的全球平均温度与观测值的相 关系数高达0.97,但是HIST与观测值的相关系数只 有0.90。如果去掉趋势,则相关系数分别为0.70及 0.26。这就是说加入了赤道东太平洋SST的强迫可 以很好地模拟出全球平均温度的变化,包括近15年 变暖的停滞。热带太平洋SST上升1℃,可造成全 球平均温度上升0.29℃。近l0年热带太平洋的SST 下降,使得全球平均温度下降0.15℃,抵消了温室 效应加剧造成的变暖,这才导致全球变暖的停滞。 但是Kosaka等l9 没有指出,近年来赤道东太平 洋出现类似于LaNiifa:]J ̄态是由强迫造成的还是内部 变率的结果。因此,不知道变暖的停滞是否会延续 下去。如果这只是EI Niifo或LaNifa组合的一种巧 合,则停滞可能会结束。如果停滞反映了深层次的 长期变化如大西洋年代际振荡(PDO),则停滞是否 会结束将依赖于PDO的长期变化 J。 6棘手的减排 削减温室气体的排放简称减排,是应对全球变 暖的核心,也是最艰难的行动。DiringerI 对当前形 势的评论是:“ 京都议定书 得不到遵守,而 坎 昆协议 缺少目标”。美国政府从来没有批准((京都 议定书 ,加拿大批准了但是后来又退出了,日本与 俄罗斯拒绝签署第二轮合同。当前 京都议定书 的目标是到2020年,只包括欧洲及少数其他国家, 总共只占全球排放量不到15%。这是一种“自上而 下”的模式,经过谈判建立有约束力的减排目标。但 是如果只延续这种旧的谈判方式,可能在需要达成 一致的2015年第21次缔约方大会之前都不可能达成 协议。 因此,又提出“自下而上”的模式。例如美国 6期 王绍武,等:IPCC第5次评估报告问世 439 政府就认为各国必须达成一致意见,但减排目标由 各国自己制定,不必谈判。这反映了要重新评价 联 合国气候变化框架公约 (UNFCCC)的作用,任何 则可以超越IPCC的政治影响”。这是世界银行行长 J.Kim提出来的口号。一致的行动比信息更重要,从 基层开展运动可能是打破气候僵局的途径之一。 回避气候灾害的实际行动必须以国内为基础。但是, 美国的提议认为区分发达国家与发展中国家不重要, 这与大多数发展中国家的意愿是不一致的。德班会 议之后发展中国家继续坚持认为富国应承担更大的 减排责任。但是,发达国家则认为应该结束 京都 议定书 对发达国家制定有约束力的减排目标,而 发展中国家没有承诺的形式。哥本哈根大会同意采 取“自下而上”的模式,到2020年各国政府提出自 愿减排的保证。90%以上的国家代表全球80%以上 的排放,包括了世界所有经济大国,第一次一致保 证制定自己的计划。但是这还不足以使得全球保持 对工业化前的升温不超过2℃。联合国环境规划署 估计最好的情况下,预期的减排量也只有实现2℃ 阈值目标2020年所需减排量的一半。2013年11月 缔约方会议将面临巨大的压力。 Nature Climate Change为IPCC AR5发布写的编 者按的题目是“气候运动”(Campaign Climate)…],副 标题是“如果把全球从基层组织起来为保护气候而战, 参考文献 [1]Editorials.The ifnal assessment[J].Nature,2013,501:281 [2]Jones N.Climate assessments:25 years ofthe IPCC[J]l Nature,2013. 501:298.299 [3]Jones N Rising tide[J].Nature,2013,501:300-302 [4]Schiermeier Q.The climate chairman[J]_Nature,2013,501:303 [5]Pandit M.The Himalayas must be protected[J1.Nature,2013,501:283 [6]Diringer E.A patchwork of emissions cuts[J Jl Nature,2013,501: 307.309 [7]Holmes J.Pushing the climate frontier_J1.Nature,2013,501:310.311 [8]Held I M.The cause ofthe pause[J1.Nature,2013,501:318-319 [9]Kosaka Y,Xie S E Recent global—warming hiatus tied to equatorial Paciifc surface cooling[JJ.Nature,2013,501:403—407 [10]Editoria1.Deja vu on climate change[J].Nature Geoscienee,2013,6: 801 [11]Editoria1.Campaign climate[J].Nature Climate Change,2013,3:849 [12]Kerr RA.The IPCC gains confidence in key forecast[J]l Science,2013, 342:23 [13]Kintisch E.For researchers,IPCC leaves a deep impression[J]_Science, 2013,342:24 [14]Stocker T F.Adapting hte assessments l J】.Nature Geoscience,2013,6: 7.R