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2013年9月27日,政府间气候变化专门委员会(IPCC)在瑞典斯德哥尔摩发布了第五次评估报告第一工作组的报告。第五次评估报告将为新一轮的德班平台谈判提供科学依据。
IPCC评估报告虽然定位是科学评估报告,但是不可避免地会具有政治和政策含义,尤其是决策者摘要(SPM),是由各国政府代表团通过通宵达旦的谈判最终达成共识而通过的,也反映了各国政府在气候谈判问题上的立场。
很有价值的突破性进展
IPCC分成三个工作组,分别负责评估气候变化的科学事实、气候变化的影响、脆弱性和适应以及减缓气候变化。此次发布的第一工作组报告,重点回答气候变化有没有发生,气候变化是由什么因素引起,未来气候变化趋势以及在实现气候稳定目标下如何确定全球未来累积碳排放量这四个问题。可见第一工作组报告为二、三工作组报告奠定了基础,这也是第一工作组报告率先发布的主要原因。2014年3月、4月和10月,第二、第三工作组报告以及汇总三个工作组的综合报告将正式发布。
与历次评估报告相比,第一工作组的评估有不少很有价值的突破性进展。全球气候观测资料在数量和质量都有明显提高,并形成证据链。研究人员对气候系统的响应有了更深入的了解,所应用的气候模式也有重大改进,加入了碳循环和动态植被等过程,考虑了重要的气候现象例如厄尔尼诺以及云、气溶胶等的影响,因此可以更好地解释人类活动的影响,并增强对未来气候升温趋势的预估能力。
气候变化的观测事实
报告提出,气候系统变暖是毋庸置疑的。自1950年以来,已观测到整个气候系统数十年乃至数千年所未有的很多变化。几乎所有地区都经历了升温过程,观测事实包括:地球表面气温和海洋温度的上升、海平面的上升、格陵兰和南极冰帽消融和冰川退缩、极端气候事件频率的上升以及大气中温室气体浓度持续显著上升等。
在1880~2012年间,陆地与海洋表面的气温已经升高了0.8℃ (0.65~1.0℃)(注:由于不确定性的存在,IPCC评估报告中所有的具体数值都同时给出了上下限)。对海水温度变化的观测与地表的观测一致。
冰川消融速度在增加。报告首次估算出格陵兰和南极的冰盖损失,譬如2002~2011年,格陵兰平均每年的冰盖损失是平均每年2150 (1570~2740)亿吨,远大于1992~2001年间的平均每年340 (-60~740)亿吨。
海平面上升速度在提高,比以前预想的要严重。在数据翔实的1993年到2010年间,海平面上升的程度基本上与估计的冰川消融程度、海水温度升高的程度以及陆地水储存总量的变化相符合,形成相对完整的证据链。气候变暖基本上可以解释海平面上升的原因,成为支持全球变暖的强有力证据之一。
2011年CO2在大气中的浓度已经比工业化之前高出40%,达391ppm。甲烷浓度高出150%,氮氧化物浓度高出20%。目前这三种气体在大气中的含量都已经是80万年以来的最高值,并且还在以很快的速度上升。1750~2011年,全球通过化石燃料使用和水泥生产等,一共排放了3650亿吨碳(注:每吨碳折合3.67吨二氧化碳),森林减少及土地用途改变的排放量为1800亿吨碳,总排放量为5450亿吨。其中,地表生态系统吸收了1500亿吨,海洋吸收了1550亿吨,剩下的2400亿吨留存在大气层中,造成大气中温室气体浓度上升,并引起全球变暖。海洋吸收的1500亿吨碳,也引起海水酸化,海洋pH值相比工业革命前下降了0.1,海水中氢离子浓度增加了26%。
人类活动系气候变暖主因
虽然温室气体通过温室效应造成地表温度上升是有充分科学依据的,但是其他因素也会影响气候系统。因此,报告使用了“辐射强迫” (Radiative Forcing)变化这一指标来分离和比较不同因素所做出的贡献。研究发现,工业化以来大气温室气体浓度升高带来的辐射强迫增加达到了3W/ m2,其中1.68 W/m2由二氧化碳排放增加造成。当然,人类活动不仅增加温室气体排放,也会通过工业和交通等排放污染颗粒物,带来降温效应。人类活动排放的气溶胶,加上炭黑并考虑云的影响,贡献了-0.9 W/ m2的辐射强迫变化。综合下来,与1750年相比,2011年人类活动造成的辐射强迫增加达到2.29W/ m2,并在1970年以后增长迅速,增加值比2005年增长43%。换算成温度变化,1951~2010年期间,温室气体浓度变化导致气温增高0.5~1.3℃,其他的人类影响带来的温度变化为-0.6~0.1℃。报告还考虑了太阳辐射变化和火山喷发等自然因素,发现工业化以来太阳辐射变化造成的正辐射强迫为0.05W/ m2,对升温略有贡献。火山喷发释放的颗粒物进入大气后能反射太阳辐射,减少到达地面的辐射,产生负辐射强迫,但是火山的影响是短期的。综合来看,在上个世纪,自然因素仅贡献了一个很小的辐射强迫变化,所导致的温度变化在-0.1~0.1℃之间,与实际温升情况相差甚远。所以此次评估报告认为,人类活动对气候的影响已经很清晰,并且有95%以上的把握认为人类活动是造成气候变化的主要原因。研究人员还利用全球气候模式,通过重建过去一百多年的地表和海洋温度曲线,如图所示。可以看到,只有同时考虑自然和人为因素时模拟得到的温度变化才与实际观测值比较接近,而自然因素的贡献很小。这也成为支持人为因素是气候变化主要原因这一结论的有力证据。
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碳中和英文缩略语
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