气候科学的10个新见解

编者按：未来地球组织（FutureEarth）和地球联盟组织（TheEarthLeague）于年年底联合发布《年气候科学的10个新见解报告》（10NewInsightsinClimateScience），该报告总结了与气候科学相关的地球系统科学、政策、公共卫生和经济方面的最新研究进展，揭示了气候引发的社会运动在频率和规模上不断增长的现象。本文对其主要内容进行摘编。

在过去几年中，越来越多与气候相关的倡议正在跨越各个经济部门，在不同的时间尺度和区域范围内执行。随着这些倡议的不断扩散和反复提出，社会体系可能会越过临界点，或者说“社会拐点”，然后社会变化会加速发展。有丰富的证据表明，有着明确目标的社会运动为整个历史带来了变革，公平与公正是制定成功的气候政策的关键。

一、世界偏离巴黎协定目标

1.温室气体排放趋势与既定目标之间的差距扩大

石油和天然气的使用正在迅速增加（每年1.4%和2%）。近年来，化石燃料燃烧和土地利用变化造成的全球二氧化碳排放总量每年增加约1%。联合国《年环境排放差距报告》发现，各国无条件的国家自主贡献（nationallydeterminedcontributions，NDCs）与年目标的差距逐渐扩大，对比将全球变暖幅度控制在2℃以内的目标，差距扩大到了每年亿吨的二氧化碳排放，对比将全球变暖幅度控制在1.5℃以内的目标，差距扩大到了每年亿吨的二氧化碳排放。相比之下，目前人为二氧化碳排放总量为每年亿吨。

2.能源基础设施不断产生碳排放

现有能源基础设施的全使用周期将释放亿吨（—00亿吨范围）的二氧化碳，而待建的发电厂将再增加亿吨（—亿吨范围）二氧化碳排放。现有和待建的能源基础设施的总排放量为亿吨二氧化碳，大约是1.5℃目标（年1月起为—亿吨）碳预算的两倍。

要避免未来的高排放，就需要降低利用率，提前退役或对发电厂和工业进行改造。目前，可再生能源占全球发电总量的26%，随着可再生能源的持续快速发展，化石能源生产将会被逐步替代。

3.化石燃料行业整体规模继续扩大

在许多国家，煤炭的消耗已经放缓并正在下降，但石油和天然气的使用仍在增长，化石燃料行业的整体规模继续扩大。自《巴黎协定》（—年）通过以来，已有33家全球银行向化石燃料公司投资1.9万亿美元。在化石燃料的五大投资者中，有四家以美国为基地，而煤电的前五大投资者中有四家是中资银行。

4.碳中和措施势在必行

在缺乏强有力的减排措施的情况下，为了避免全球变暖超过1.5℃，从大气中去除二氧化碳并将其安全封存已成为一项必要条件。根据联合国政府间气候变化专门委员会关于气候变化和土地的报告，最可行的碳中和（CarbonDioxideRemoval）方法包括自然生态法（植树造林、退耕还林、农田和草场土壤的碳固化）和生物能源法（碳捕获和碳储存）。然而，这些解决方案需要大量投资，占用大量土地，并可能对生物多样性以及淡水可用性产生负面影响。基于模型的脱碳途径表明，到年，全球需要将多达万平方公里转化为森林面积才能将温度升高限制在1.5℃或2℃以内。

二、气候变化的速度和强度超出预期

1.观测结果显示持续变暖迹象

对主要气候变量的观测显示全球平均地表温度（GlobalMeanSurfaceTemperature，GMST）持续变暖并有加速变化的迹象。世界气象组织（WorldMeteorologicalOrganization，WMO）对GMST进行的分析显示，过去五年是有记录以来最热的五年，其中年、年、年和年是四个最热的年份。未来的变暖速度可能会更快。

2.海平面上升加速

海洋吸收了气候系统中大约90%的额外热量，海水受热膨胀，导致海平面上升、上层水体升温、分层、环流减弱、氧含量变化等现象。海洋热浪也变得持续时间更长、强度更大、范围更广。

科学上逐渐形成共识，认为人为因素导致的气候变化是年以来海平面上升的主要原因。海平面上升的后果是—年卫星观测到的巨型海浪和极端海况频率增加。

3.格陵兰岛冰川和南极冰原加速退化

目前海平面上升的主要原因与冰川和冰原融化造成的热膨胀和质量流失有关。海平面上升速度的增加是由于内陆冰，即格陵兰岛和南极西部冰原的融化速度加快造成的。根据最近的卫星数据，在过去25年里南极洲的物质流失正在加速。

4.气候变化对冰原和海平面上升的深度影响可能被低估

关于南极冰川的不稳定过程是否会在不久的将来发生的假设仍在争论中。这一过程可能导致冰盖边缘的冰急剧减少，从而严重加速海平面上升。

三、气候变化影响每一处山巅

1.山区冰川的厚度正在减少

山脉是气候变化最先影响的区域。冰冻圈（冰川、永久冻土层、雪和冰）发生的剧变对山区集水区和低地水的可用性都有连锁效应。从年到年，全球范围内（除南极和北极外）山区冰川的质量每年减少±亿吨，相当于每平方米冰川减少约公斤，或者相当于每年从冰川上削去0.5米。位于高山地区，覆盖面积—万平方公里（相当于一个欧洲）的永冻土层正在受到欧洲阿尔卑斯山脉、斯堪的纳维亚半岛、加拿大和亚洲地区气温上升的影响。几乎所有地区的积雪天数都在减少，尤其低海拔地区。预计大规模冰川消退将在高碳排放和中碳排放情况下进一步发展。

2.冰川、积雪的变化可能影响人类生活

冰川、积雪和永久冻土层的减少将继续影响包括山体滑坡和岩崩在内的大多数相关自然灾害的发生频率、强度和地点,使灾害风险增加。同时，涉及冰川和积雪的气候变化对于水体径流总量及季节性流量的影响已经在以积雪为主和冰川补给的河流盆地中得到了体现，将影响大约14亿依靠山区径流的人口。

3.气候变化影响山地生态系统及其生物多样性

气候变化也在加速影响山地生态系统及其生物多样性。长期生态监测和大规模评估的结果一致表明，气候变化导致栖息地和物种沿海拔梯度发生了前所未有的重新分布或消失，以及增加了山地生态系统对外来压力（如入侵物种）的脆弱性。

4.高碳排放条件下适应气候变化的有效性将被严重限制

与渐进或突发的社会治理和社会经济活动一样，气候变化也是推动山地社会生态系统变化的关键因素。气候变化深刻地影响依山而生的人类群体，其中对于人们生存方式选择以及支撑产业（如农业、畜牧、旅游和能源等）将产生负面作用。减少这些影响以及促进生物多样性的一个关键机会是，在全球气候变化的情况下，鼓励山区人类群体选择多样化的生存方式，并且能认知到人们对于山区本地的了解在区域保护和管理方面将会发挥关键作用。

四、森林正受到威胁，并造成全球性后果

1.森林是主要的二氧化碳池

森林是陆地生态系统、人类生计和文化的基本支柱。森林约占陆地生物量的80%，是主要的二氧化碳储存地，每年吸收11.6亿吨二氧化碳，相当于全球化石燃料二氧化碳排放量的30%。在热带地区，50%的森林消失将导致当地平均气温升高1℃左右。

2.由人类土地使用改变引起的森林火灾已经损害了二氧化碳池

森林砍伐和其他人为的土地使用变更占全球人为的二氧化碳排放的13%，是气候变化的主要原因之一。在年至年期间，62%的森林消失是由于商用农田、牧场和林地面积的扩大。年至年与森林砍伐相关的碳排放，有很大一部分（29%—39%）是由国际贸易推动的。

3.全球气候变化加剧了森林火灾

近年来，由于长期干旱，例如美国西部和阿拉斯加地区、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等多地的区域性森林野火显著增加。亚马逊地区由于自然和人为引起的火灾加上北方森林的野火，意味着人类可能正在失去一个主要的碳储存库。在自然循环中，火灾的数量、规模和持续时间都有明显增长。例如，厄尔尼诺现象周期性地改变南半球大气循环，加大了自然和人为引起的火灾。

4.气候变化和二氧化碳浓度升高影响森林的固碳能力

当树木被高浓度的二氧化碳“施肥”时，它们生长得更快，从而增加了光系统和大气对二氧化碳的吸收。然而，树木的寿命可能会缩短，这意味着长期的隔离效应也会受到影响。更高的茎杆生产力、更快的树木周转率和更短的碳停留时间之间的相互依赖也限制了碳储存。二氧化碳“施肥”还有另一个限制：尽管大气中有更多的二氧化碳，但自然生态系统中磷的缺乏会抑制树木的生长。气候变化还会减少光合作用，加剧蒸发，大范围的干旱又会导致树木死亡率的上升。

5.恢复和保护自然森林是应对气候变化的重要举措

在目前二氧化碳大气浓度水平下，施肥效应仍能产生正的碳吸收，因此，刺激森林生长可以被视为一种缓解气候变化的措施。重新造林、制止森林砍伐、可持续森林管理以及其他自然生态方案是可以弥补年《巴黎协定》所要求的减排缺口的可行、高效选择。

五、极端天气——年的“新常态”

1.极端天气成为“新常态”

年，破纪录的极端天气和气候事件持续占据新闻头条，引起公众对人为气候变化所起作用的