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中国气候变化科学认识进展及...家评估报告·第一部分》解读_巢清尘.pdf
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1、中国人口 资源与环境 2023 年 第33 卷 第1 期CHINA POPULATION,RESOURCES AND ENVIRONMENT Vol.33 No.1 2023中国气候变化科学认识进展及未来展望中国 第四次气候变化国家评估报告 第一部分 解读巢清尘,李柔珂,崔童,魏超(国家气候中心,北京 100081)摘要 第四次气候变化国家评估报告 气候变化的科学认识部分反映了自2015年以来,基于气候系统观测、古气候档案、理论研究和气候模拟等科学分析,取得的一系列关于中国气候变化的新证据、新认识,总结了中国大气、海洋、冰冻圈、生物圈等气候基本变量以及极端事件、典型区域的气候变化特征,分析了影
2、响气候变化的自然、人类活动驱动因子的变化,预估了中国未来气候变化趋势。在此基础上,比较了此次评估报告与 第三次气候变化国家评估报告 在框架结构、结论认识等方面的新特点,指出中国气候变化评估报告体系性不断丰富、科学基础的认识不断深化。文章最后通过和政府间气候变化专门委员会第六次评估第一工作组报告的初步比较,提出了未来我国在气候变化监测诊断、检测归因、模拟预估,以及工具方法等方面应加强的内容。关键词 气候变化;国家评估;科学进展;未来展望中图分类号 X22 文献标志码 A 文章编号 1002-2104(2023)01-0074-06 DOI:10.12062/cpre.20221101气候变化科学
3、评估是国际社会应对气候变化的科学基础,也是一种政策“支撑工具”。通过气候变化的科学评估,科学家或科学团体、机构直接或间接影响了国际社会和各国应对气候变化的政策和行动。近十来年,随着中国生态文明理论提升到新的高度,应对气候变化从“要我做”变成“我要做”。同时科学认识极端气候变化规律和风险既是适应气候变化,也是积极推动“双碳”工作落实的重要基础。在此新形势下,2018年中国启动了 第四次气候变化国家评估报告 编制。第四次气候变化国家评估报告 气候变化的科学认识部分由来自中国气象局、中国科学院、教育部、自然资源部的近20家研究机构的100余位专家参与编写。报告包括十二章,着重反映了自2015年以来,
4、基于气候系统观测、古气候档案、理论研究和气候模拟等科学分析,取得的一系列关于中国气候变化的新证据、新认识。报告从大纲确定,到启动编写、专家和部门评审,再到多轮的修改并最终发布,历经四年时间,凝聚了所有编写专家的大量心血。1报告主要结论11.1中国气候的变化事实19002019年全球、北半球、南半球平均表面温度的变暖趋势分别为每10年升高(0.090.01)、(0.090.01)和(0.080.01),19792019 年 全 球 达 每 10 年 升 高(0.170.03)。1998年以来全球变暖不仅没有停滞,反而略有加速。2021年全球平均气温比工业化前水平高约(1.110.13)2。190
5、02018年中国陆地百年气温升高趋势在 1.31.7。19602019 年增暖加速达每 10 年0.27,增温幅度高于全球水平。20世纪的中国气候是2000年历史以来最暖的百年之一,公元9501300 年的暖期与北半球其他区域的中世纪暖期大致对应,但历史暖期各地存在位相差,而20 世纪几乎是全球同步增暖。20022021年的20年是中国20世纪初以来的最暖时期3。近几十年中国城市化可能是一些城市局地增暖明显的主要原因之一,但对中国整体增暖而言,城市化效应比观测到的变暖趋势小一个量级。19002019年,中国平均年降水量无明显趋势性变化,但存在显著的2030年尺度的年代际振荡。19612019年
6、,中国平均年降水量呈微弱的增加趋势,且年代际变化特征明显,19611979年无明显趋势性变化,19802000年和20122019年以偏多为主,20012011年总体偏少,2012年以来呈增加趋势。中国东北、西北、西藏大收稿日期:2022-11-05 修回日期:2022-11-15作者简介:巢清尘,研究员,主要研究方向为气候系统相互作用、气候风险管理与气候变化政策。E-mail:。基金项目:科学技术部 第四次气候变化国家评估报告 编制工作专项(批准号:210YBXM2018108002)。巢清尘,李柔珂,崔童,等.中国气候变化科学认识进展及未来展望:中国 第四次气候变化国家评估报告 第一部分
7、解读 J.中国人口资源与环境,2023,33(1):74-79.CHAO Qingchen,LI Rouke,CUI Tong,et al.Scientific progress and future prospects in climate change:an interpretation of Part 1 of China s Fourth National Assessment Report on Climate Change J.China population,resources and environment,2023,33(1):74-79.74巢清尘,等:中国气候变化科学认识
8、进展及未来展望部年降水量呈现较强的增加趋势,而自东北南部和华北部分地区到西南一带的年降水量呈现减少趋势。近30年西北地区中西部气候出现向暖湿转型的趋势,但由于西北地区降水量基数小以及部分地区蒸发量增加,干旱气候的格局未发生根本改变。中国西部地区冰川整体处于萎缩状态,但存在很大的区域差异性,东部和东南部地区冰川退缩更明显。最大冻土深度呈逐年减小的趋势。21世纪以来,由区域蒸散发转化形成的降水增加,中国区域水文内循环较之前活跃,但受气候变化和人类活动影响,各个流域差异增大。中国地表径流总量总体上呈减少趋势,东南诸河和西北内陆河的径流总量表现为增加趋势,其余流域均表现为减少趋势。相对于1961200
9、0年,20012018年区域蒸散发转化形成的降水增加了约9%。20世纪六七十年代至21世纪初中国西部地区冰川整体处于物质亏损状态,其北部和东部冰川变化较南部和西部大,海拔较高、山体较大的山区比低矮的山区冰川变化小,其中阿尔泰山、澜沧江和冷龙岭冰川年退缩率最高,年减少量约为0.75%。位于多年冻土层之上的活动层呈加快增厚特点,多年冻土退化明显,19812019年青藏公路沿线活动层平均每10年增厚19.6 cm。19612015年中国新增湖泊144个,主要分布在青藏高原和新疆湖区,受气候变暖,冰川、冻土消融及降水增加的影响;消失湖泊333个,主要分布在人类活动显著的东部平原湖区,但1990年以来中
10、国湖泊数量和面积都呈增加趋势。19582018年,中国近海年平均海表温度升高(0.980.19),东中国海(渤海、黄海、东海的简称)的升温幅度高于南海。19582018年全球海洋和南海上层2 000 m热量持续增加,但南海整体热量增加较弱。19802019年,中国沿海海平面上升速率为每年3.4 mm,高于全球海洋平均海平面上升速率,20122019年中国沿海海平面均处于近40年来高位。2021年中国沿海海平面为1980年以来最高3。20世纪70年代之后,热带太平洋厄尔尼诺信号显著增强,持续时间更久。1990年之后,中部型厄尔尼诺频发,造成中国夏季长江流域降水偏少、气温偏高,华南降水偏多的现象更
11、多发生。20世纪70年代以来,中国东部及邻近海域出现的超强台风和海洋热浪频率趋多、增强。19512019年,中国地表年平均最高气温平均每10年升高0.18。19612019年,中国区域极端高温日数显著增多,热浪频率增大,平均暖昼日数每10年增加5.7天。1961年以来中国日-夜复合型极端高温事件频次显著增多、持续时间显著延长、覆盖面积显著增大,影响面积每10年平均扩大约76.40万km2。19612019年,中国平均冷夜日数平均每10年减少8.2天,1998年以来冷夜日数较常年持续偏少。华北中南部及四川中部等地区暴雨呈减少趋势,而江南和华南大部分地区暴雨呈现显著的增加趋势。极端少雨天气增多,特
12、别是伴随高温热浪而快速发展的“骤旱”事件剧增。西北太平洋和南海生成台风个数呈减少趋势,但在中国登陆的台风个数则有微弱的增多趋势,登陆中国的台风比例呈增加趋势,台风强度有所增强。气候变化增加了华北平原静稳天气的发生,从而增加了冬季强霾天气的频率和持续时间。气候变化导致的各类极端天气气候事件对社会经济都造成了影响,由于中国政府积极的防灾减灾政策以及各级政府和公众的有效应对。根据应急管理部等单位的2021年全球自然灾害评估报告,近20年中国无论是受灾人口、因灾死亡失踪率,还是经济损失总体均呈下降趋势。2021年中国受灾人口、每十万人受灾人口、因灾死亡失踪人口、每十万人死亡失踪率、直接经济损失、直接经
13、济损失占GDP比重,较20022020年相应均值分别下降65.9%、67.8%、58.7%、61.0%、49.1%和64.9%。1.2中国典型区域的气候变化特征东亚夏季风在20世纪70年代末显著减弱,但其强度从21世纪初开始有所恢复,中国东部夏季风雨带随之北移,造成近期淮河流域夏季降水增多。不同于东亚夏季风,南亚夏季风过去半个世纪的减弱趋势一直维持,而且从20世纪90年代中期开始急剧减弱。东亚冬季风强度于20世纪80年代中期显著减弱,但在21世纪初再次增强,由此导致近期在全球变暖背景下东亚冬季极端低温事件发生频率有所增加。亚洲季风的上述变化,受到热带和中高纬气候系统内部因子、自然外强迫和人为外
14、强迫的共同影响。19512018年全球干旱区面积趋于缩小,但极端干旱区和半干旱区面积均呈增长态势。同期中国干旱和半干旱区范围呈扩张趋势,而极端干旱区面积减少。相比于全球情况,中国半干旱区面积扩大明显,尤其在近10年(20092018年),面积扩大了大约10%,主要是由中国东北部的半湿润区/湿润区转变而来的。极端干旱区面积在中国呈缩小态势,与全球呈扩大趋势不同,最近10年中国极端干旱区面积缩小幅度达25%。未来中国半干旱区的面积扩张最为显著。青藏高原是影响亚洲季风系统及中国异常气候的关键区,升温趋势明显高于全球平均,降水量增加,冰川面积萎缩明显,冻土退化。19612018年,青藏高原平均气温上升
15、趋势明显,平均增幅为每10年约0.36,是过去2000年中最温暖的时段,是全球同期平均升温率的两倍。1950年以来,中国西部冰川面积总体萎缩,藏东南是冰川75中国人口 资源与环境 2023 年 第 1 期消融最为显著的地区之一,其次为喜马拉雅山南缘。西藏地区海拔4 500 m以上地区最大冻土深度减小趋势最为明显。青藏高原对气候系统的阻挡和对季风的牵引作用,形成中国西北干旱,江南、华南湿润的气候。其感热变化通过“感热气泵效应”驱动作用,对亚洲夏季风和中国东部降水产生重要影响。在全球变暖背景下,中国气候的部分区划界线也出现了变化。与19511980年相比,19812010年中国东部温度带的多条界线
16、出现不同程度北移,其中整体北移最显著的界线为北亚热带北界东段,平均北移1个纬度,并越过淮河一线。中亚热带北界中段和南亚热带北界西段也局部出现显著北移。同期中国大多数地区降水变化以年际和年代际波动为主要特征,干湿状况变化幅度不大。中国几个重要经济区(圈、带)气候变化明显,极端事件呈上升趋势。19612018年,环渤海经济区、长江经济带、华南经济圈和东北经济区的年均气温上升趋势分别达每 10年 0.35、0.20、0.20 和 0.33,其中环渤海经济区、长江经济带和华南经济圈均在2014年后突破了各自最暖年的年均气温记录。这几个经济区(圈、带)的降水趋势变化年际和年代际波动显著,时空差异较大。2
17、0142018年,这几个经济区(圈、带)最高气温超历史极值或极端阈值(发生概率10%的分位值)的极端高温事件频发;同时环渤海和东北经济区的区域性跨季连旱和极端特大暴雨等事件的发生频率增大,长江经济带暴雨日数偏多,华南经济区的台风影响呈加重态势,长江经济带和东北经济区在增暖的同时出现了多次大范围的极端低温事件。1.3气候变化的驱动因子全球和中国的温室气体浓度皆持续增大,中国气溶胶及其前体物人为排放在不同阶段和不同地区呈不同特点,碳循环和其他生物化学循环变化对中国气候变化产生了重要影响。自1750年以来,二氧化碳对全球变暖的贡献率约为66%,其浓度在2021年平均增加了2.5 mg/L,达 415
18、.5 mg/L。一氧化二氮对全球变暖的贡献率约为7%,增加了1.3 g/L,达334.5 g/L。这些增幅都略高于前 10年的年均增幅4。中国瓦里关站在 20092018年CO2和 CH4浓度年平均增长量为 2.32 mg/L 和 7.7 g/L。19842019年中国气溶胶的空间分布主要特点为 PM2.5浓度北方大于南方,内陆大于沿海,冬季最高,夏季最低。20062014年中国华北平原和关中平原PM2.5浓度居于全国不同区域之首。20142019年,大城市的PM2.5的年均浓度呈下降趋势,达标城市比例有所提高。温室气体和气溶胶浓度变化改变了全球辐射能量平衡,对环流、降雨、东亚季风等均有显著影
19、响,但气溶胶的气候效应还有很大不确定性。土地覆盖和生态系统变化对大气温室气体起重要调节作用,并通过生物物理化学循环的大尺度变化对东亚气候产生显著影响。1980年以来,中国是世界上土地覆盖变化最为剧烈的区域,陆地生态系统固碳量增加。中国近海整体可能是大气CO2汇。中国土地覆盖变化总体上是城市建设用地面积不断扩张,森林面积有所增加,而草地面积持续减少,但不同时期和不同区域有较明显的差异。20102015 年中国陆地生态系统总碳储量为(79.242.42)PgC,其中森林碳储量最大,占总碳储量的38.9%。中国陆地生态系统固碳量的增加得益于气候变化以及国家森林和农业管理措施的共同作用。过去 30年,
20、中国陆地生态系统是显著的碳汇,且其碳汇效应呈增大趋势。在未来50年内,中国陆地生态系统依然具有较大的固碳潜力,在全球碳循环中将起着更加重要作用。因地制宜实施的大规模生态恢复工程对改善生态环境和减缓气候变化带来了积极影响。中国近海不同区域由于受到不同陆源和外海的碳和营养盐输入和交换的影响,具有不同的碳源、碳汇特征。就年平均而言,东海是大气CO2汇,南海是大气CO2源。中国近海整体是大气CO2汇,每年从大气中吸收的CO2折合为约1 080万t碳。中国近海局部海域出现酸化和溶解氧含量降低现象,未来中国近海的酸化将加剧且溶解氧含量进一步下降。1961年以来,中国的平均气温、极端温度的强度、频率及持续时
21、间的变化很可能受到了人类活动的影响。对1961年以来观测到的中国平均气温的升高,CO2等全球温室气体排放的贡献约达85%。在中国西部,包括温室气体、气溶胶排放以及土地利用变化在内的人类活动很可能是地表气温升高的主要原因。人类活动很可能使得中国极端高温频率、强度和持续时间增加,极端低温频率、强度和持续时间减少,使得夏日日数和热夜日数增加,霜冻日数和冰冻日数减少。人类活动很可能增大了中国高温热浪的发生频率,同时可能减小了低温寒潮的发生频率。具有中等信度的是,人类活动对1950年以来中国东部弱降水减少和强降水增加产生了影响,但是对东亚夏季风减弱造成“南涝北旱”降水格局的影响仍然是低信度。人类活动对中
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