IPCC第五次评估报告第一工作组主要结论分析解读
(2014-08-30 15:39:35)
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气候变化 |
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联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)第36次全会暨IPCC第一工作组第12次会议于9月23至26日在瑞典斯德哥尔摩召开。经过成员国政府代表对报告“决策者摘要”的密集审议和艰苦谈判,会议最终通过了IPCC第五次评估报告第一工作组报告《气候变化2013:自然科学的基础》及其决策者摘要。本次报告在第四次评估报告的基础上,基于新的观测和模式模拟结果以及对主要结论可信程度和可能性的量化表述,全面综述了气候变化自然科学基础的研究进展。尤其是决策者摘要部分,分别从现有气候变化的观测、驱动因子分析、对于气候系统的科学认识及气候变化归因、未来气候变化预测及相应的排放空间预测等方面,系统性地给出了与政治进程密切相关的科学结论。对于“全球气候是否变化及其程度”、“气候变化的主要影响因素是什么”、“气候变化的主要原因是来自人为还是自然因素”、“ 2℃温升对应的累计排放空间有多大”等问题,均最大可能地做出了直接回答。在全球气候已经变暖、人类活动是导致气候变化的主要原因、除非控制温室气体排放否则未来全球气候变暖将达到十分危险的水平等问题上,报告达成了进一步的共识。尽管不确定性依然存在,本次报告仍增强了温升与人类活动温室气体排放之间的定量化联系。
一、
1、全球平均表面温度升高的最新观测数据
温升是衡量气候变化最为重要的指标。决策者摘要对此做了充分论证。首先,最近的三个十年比1850年以来其他任何十年都更温暖;1983至2012年很有可能是北半球过去1400年来最热的30年。全球几乎所有地区都经历了升温过程,1880至2012年,全球表面平均温升达到0.85(0.65-1.06)℃(基于现有3个独立数据集),2003-2012年的平均温度比1850-1990年平均温度升高了0.78(0.72-0.85)℃(基于时间跨度最长的、唯一的独立数据集)。同时,报告也注意到,1998年至2012年,在全球温室气体排放大幅增加的情况下,全球地表平均温度的变暖速率却趋于平缓。报告认为:短期气候变化趋势对于起始和终止年份的选取非常敏感,并不能在总体上反映长期气候变化趋势,其中1998年强厄尔尼诺以及随后气候系统内部变率和辐射强迫减弱等可能是过去15年升温速率小于1951年以来升温速率的主要影响因素。
2、大气层温室气体浓度显著升高及温室气体累计排放量
目前,大气中各类温室气体浓度显著升高是确凿的事实,报告明确支持大气中CO2、CH4和N2O的浓度是近80万年以来前所未有的,相对于工业化前水平分别升高了40%、150%和20%。同时,报告基于最新研究成果,第一次系统地给出了1750年到2011年间累计的二氧化碳排放量及整体的碳循环状况。首先,CO2浓度增长主要是来自于化石能源燃烧和土地利用变化,人为CO2累计排放为5450(4600-6300)亿吨碳。其中,化石能源燃烧和水泥生产排放的CO2量为3650(3350-3950)亿吨碳,土地利用变化排放CO2为1800(1250-1850)亿吨碳,海洋吸收了1550(1250-1850)亿吨碳,在大气中积累的CO2为2400(2300-2500)亿吨碳,直接导致大气中CO2浓度从1750年的278ppm上升到2011年的390.5ppm,而剩余的1500(60-2400)亿吨碳则为自然陆地生态系统所吸收。
3、人为因素是气候变暖的主要原因
此次评估报告再次进一步确认了人类活动对气候变化的影响是显著和明确的。对于1951年至2010年间观测到的温度变暖(约0.6℃),人为温室气体排放贡献可能在0.5至1.3℃之间,其中贡献最大的是大气CO2浓度升高,自然因子的贡献可能在-0.1至0.1℃之间。人类活动(温室气体排放)极可能(extremely likely)是1951年以来(一半以上)全球变暖的主要原因,与上一版的“人类活动相当可能(very likely)是(大部分)全球变暖的原因”相比,第五次评估报告进一步明确了人为因素对全球变暖的主导作用。
辐射强迫是量化气候变化驱动因子驱动作用的指标,正辐射强迫值导致变暖,负辐射强迫值导致变冷。相对于1750年,2011年人类活动引起的辐射强迫变化为2.29(1.13-3.33)瓦/平方米(W/m2)(见附图SPM.5)。其中,CO2、CH4等具有较长大气寿命可以在对流层内均匀混合的温室气体产生了较大的正辐射强迫,即对全球变暖的贡献较大,其中第四次评估报告中CH4排放引起的辐射强迫变化为0.48(0.43-0.53)W/m2。在本次报告中,由于考虑了CH4与其他温室气体复合效应,辐射强迫变化的评估结果为0.97(0.74-1.2)W/m2;CO、NOx等短寿命温室气体对全球变暖有一定的贡献;气溶胶总体上具有减缓全球变暖的作用(-0.27W/m2),各种气溶胶的作用不同,如黑碳引起了正辐射强迫,而硫酸盐等引起了负辐射强迫;气溶胶引起的云量变化减缓了全球变暖。此外,土地利用变化导致的地表反照率变化降低了辐射强迫。
4、未来气候变化预测及相应排放空间
本报告以2100年总辐射强迫为指标,确定了四个典型浓度路径(RCP)排放情景:分别对应的情景是2100年总辐射强迫相对于1750年达到2.6 W/m2、4.5 W/m2、6.0 W/m2和8.5 W/m2。根据地球系统模式计算,RCP2.6是四种情景中唯一可以实现到2100年相对于1850-1900年全球温升不超过2℃的情景,根据不同模式基于此情景的模拟结果,在此情景下,到2050年,全球CO2年排放量需在1990年水平上降低14%~96%(表SPM.2&3)。
Emitted Compound:
图SPM.5:1750年至2011年主要气候变化驱动因子的辐射强迫变化估算
表SPM.2 & 3
情景 |
2100年大气CO2浓度 (ppm) |
非土地利用累积二氧化碳排放(2012-2100,亿吨碳) |
不同RCP情景下2081-2100年较1986-2005年的温升 |
RCP2.6 |
421 |
1400-4100 |
0.3-1.7 |
RCP4.5 |
538 |
5950-10050 |
1.1-2.6 |
RCP6.0 |
670 |
8400-12500 |
1.4-3.1 |
RCP8.5 |
936 |
14150-19100 |
2.6-4.8 |
注:基于HadCRUT数据集,95%置信区间,1986-2005年观测温度相较于1850-1990年的温度上升为0.61(0.57-0.67)℃ |
另外,本次评估使用的地球系统模式增加了碳循环模块,这也就意味着这些模式可以建立起二氧化碳排放量和温升之间量化的联系。不同的累计二氧化碳排放量和对应的温升之间的关系被定义为累计碳排放瞬时气候响应(TCRE)系数。根据数值分析的结果,报告提出累计碳排放和全球平均表面温度响应间存在着近似线性关系,其系数(累计碳排放的瞬时气候响应TCRE)取值很可能为每1万亿吨碳升温0.8℃~2.5℃。在不同的可能性下,将仅由人为CO2排放引起的温升控制在相对1861-1880年提高2℃的条件下,全球累计CO2排放空间(包含所有人为CO2排放源)应分别控制在0-1.56(33%可能性)、0-1.21(50%可能性)和0-1万亿吨碳(66%的可能性)的范围内。如果考虑非CO2辐射强迫对温升的贡献,上述累积排放控制范围上限还将分别进一步缩小至0.88、0.84和0.80万亿吨碳。自1861-1880年以来,截止到2011年,全球已累计排放0.53(0.446-0.616)万亿吨碳,以上述在66%可能性以上将温升控制在2℃之内的情景为例,意味着相当大的碳排放空间已经用完,2100年之前剩下的排放空间已经不足一半。
二、
尽管IPCC评估报告凝聚了全世界科学家们对于气候变化问题最新的研究进展,其结论的权威性和全面性也毋庸置疑。但其结论的局限性仍值得我们重视,需要科学认识,不能断章取义、简单盲从。特别是当这些结论要应用在政治进程中时尤为重要。
1、正视气候变化科学认知和研究的局限性和不确定性
地球生态系统海-陆-气之间相互作用巨大而复杂,属于典型的非线性系统。目前,科学家通过研究过去的气候变化,探讨在相似强迫条件下气候如何响应,或者通过气候模式建立“虚拟”的环境并进行情景模拟或者基于未来事件假设的气候演变进行模拟。小尺度或小范围实验是不可能完全揭示全球气候是如何随大气温室气体浓度增加而变化的。同时我们对气候变化的认知以及相关研究方法还有相当的局限性和不确定性。
例如,限于目前对气候系统的了解和认识,当前使用的气候模式还存在很大的不确定性。现有的气候模式对历史气候变化模拟结果差强人意,尤其是对最近15年升温幅度趋缓的模拟出现了前所未见的偏差;其次,当前对地球生物、化学过程模拟的能力较差,无法预测厄尔尼诺、南方涛动、火山爆发等对气候有重要影响的自然现象;第三,与之前的报告用通量描述温室气体排放不同,本次报告更强调了温室气体的累积量,但新引入的生态系统碳循环过程模拟不确定性极高,且与其他模式的连接效果也亟待进一步评估和改善;第四,早期气候模式结果被证实出现了很大的偏差,例如大多数气候模式中欧洲北部湍流的位置与实际不符。这直接导致未来特别是百年尺度上的预测存在极大的偏差或不确定性。
在观测数据方面,对于1850年器测时代之前的温度数据科学界还存在争议;此外对于海洋和冰冻圈的观测起步较晚,观测网络覆盖范围对于支持全球气候变化问题也略显不足。这些都直接导致无法确定对于政治进程中经常提到的“相比工业化前温升不超过2度目标的基准值”。
在处理不确定性问题上,IPCC报告给出了非常系统的表述方式,如范围加中值。但往往人们在解读时会只强调中值而忽视相应的取值范围,这在很多时候当取值范围非常宽泛时尤其严重。其他还有忽略假设只简单强调结论、以简单多数的方式统计科学观点等。
2、政治因素对科学结论的影响
尽管IPCC坚持“科学预测应与政治无关”,但作为服务于政治进程的科学评估,不可避免地会受到政治因素的影响,其中参与专家的教育背景、政治倾向和利益关系等都可能是重要的影响因素。此外,近来IPCC科研过程和结果屡遭诟病的事实也不能不使我们提高警惕。为保持客观性和平衡性,IPCC也通过平衡来自不同阵营的作者人数以及加强各利益相关国家的参与来回应一些批评,但基于各国科研能力和研究水平的现实,发达国家主导IPCC的形势还是及其明显的。
报告政治性最突出的表现是其总体思路或者说选题。很明显,本次IPCC第一工作组报告的核心是试图回答2℃温升目标对应的累计碳排放空间,围绕这一问题,报告系统地给出了温室气体累计排放量观测结果,总结了不同温室气体对辐射强迫的作用;在不同的辐射强迫情景下,报告预测了2100年CO2累计排放量以及相对应的温升,最后给出了累计碳排放与温升之间的近似线性关系。这样的选择决定了很多与此目的不符的研究成果被排除在评估范围之外。
报告的政治性还体现在对于一些重要结论的解读上。一个典型的例子是决策者摘要中提出在RCP2.6情景下(近似2度情景),要求2050年全球碳排放相对1990年下降14%~96%。尽管这是个相当宽的范围,但很多解读会尝试通过给出中值(50%)的方式来对应“双50”目标,对“双50”目标加以科学包装来换取大众的支持。
关于工业化前温度基准值也是一个具有相当政策含义的数值,目前科学上仍无法给出1750年(工业化前期相应时点)的温度水平,这意味着第一工作组关于温升的观测值、对未来不同情景下的温升预估以及对不同温升情景下的排放空间预估都无法直接与谈判中确立的相对工业化前温升控制在2℃以内的目标建立联系,无法定义一个气候变化临界阈值。目前,最早的温度纪录处于1861-1880年时期,而并非相对于真正的“工业化前期”。但不难预测,鉴于政治考虑,一定会有很多解读会直接混淆不同的数值,这点值得我们关注。
近15年升温趋势减缓的认识也颇具政治性,因为目前气候模式对该时期的温度模拟出现了相当显著的偏差,至今没有令人满意的回答。但由于气候模式模拟是未来气候变化以及相应排放空间预测的基础,承认这一事实将会极大弱化关于排放空间的结论,因此出于不同的目的,很多解读可能会极力淡化这一客观事实。
三、
科学是国际气候谈判的基础,也是推动谈判达成一致的重要工具。目前,发展中国家的整体科学研究实力较弱、水平较低,在气候变化科学方面发言权仍显不足。考虑到IPCC评估报告等相关科学研究成果对于气候变化国际谈判和国内行动的重要性,为了更好地在政治进程中维护我利益,应充分做好各方面准备,开展必要的针对性的行动。
1、确保利用科学结论指导国际气候谈判
发达国家利用其在科学研究上的领先优势,使IPCC报告成为实现其谈判诉求的工具,这可以从报告的有些重要结论与其相关的提案不谋而合中看出。但同时,作为科学的评估报告,很多科学事实和结论是不可能被完全忽略的。因此,需要我们对报告进行深入分析和解读,避免发达国家以其在科学研究上的优势,在政治进程下挟持和片面解读IPCC科学结论,更好地维护我及广大发展中国家利益。
2、重视并加强第二、三工作组报告相关工作
IPCC第五次评估报告第二和第三工作组决策者摘要将分别于2014年3月和4月发布。根据本次参与IPCC第一工作组报告审议和批准的经验,针对后续的评估报告,我们更需要重视并加强这两方面的工作,加强IPCC全会和工作组会议之前对报告内容的解读和分析,对会议批准过程中的困难要有充分准备。尤其是第三工作组报告内容涉及到公平、责任分担等与气候变化谈判政治进程密切相关的问题,需要组织力量对重点问题进行仔细识别,提前形成相关支撑材料。
3、研究提高科学问题影响力
为了在国际气候体制中充分反映自身利益诉求,中国应从根本上加强气候变化相关基础科学研究,促进相关成果发表,在大家重点关切的科学问题上发表自己的观点。中国国土广袤,生态系统种类齐全,气候横跨热带至寒温带,拥有世界最高的高原青藏高原,在气候变化及其影响研究上有着得天独厚的优势;此外,国内学者在涉及到国际气候体制设计的很多方面也有良好的研究基础。相信通过不懈努力,中国和其他发展中国家对气候变化相关科学问题将会有更清晰认识和理解,在国际气候谈判中将发挥更重要的作用。