关于IPCC 第5次评估的报告

报告人：赣南师范董书庆基于IPCC第5次评估的报告2013年9月27日，政府间气候变化专门委员会（IPCC）在瑞典斯德哥尔摩召开新闻发布会，公布了第五次评估报告（AR5）第一工作组报告的决策者摘要。第一工作组报告《气候变化2013:自然科学基础》全文也于9月30日发布。与2007年发布的第四次评估报告（AR4）相比，新的评估报告认为，气候变化要比原来认识到的更加严重，而且有95%以上的把握认为气候变化是人类的行为造成的。报告指出气候变暖是非常明确的，且从1950年代以来的气候变化是千年以来所未见的。从有详细气象记录以来的1850年代开始，刚刚过去的三个十年每一个都刷新了气温最高的纪录；从1983到2012年这三十年可能是北半球自1400年以来最热的三十年。1880-2012年，全球海陆表面平均温度呈线性上升趋势，升高了0.85℃；2003-2012年平均温度比1850-1900年平均温度上升了0.78℃•一、气候变化的事实•二、气候变化的原因•三、不同排放情景下未来变化的模拟及其产生的影响报告提纲1、气候变化的事实•20世纪50年代以来观测到的气候系统的许多变化是过去几十年甚至千年以来史无前例的包括：大气和海洋的温度升；高冰雪覆盖面积减少；海平面上升以及大气中CO2浓度的增加。1.1基于大气观测的事实•过去三个十年的地表已连续偏暖于1850年以来的任何一个十年。在北半球，1983-2012年可能是过去1400年中最暖的30年（中等信度）。图SPM.1:（a）观测到的全球平均陆地和海表温度距平（1850-2012年），源自三个资料集。上图：年均值，下图：十年均值，包括一个资料集（黑色）的不确定性估计值。各距平均相对于1961–1990年均值。b）观测到的地表温度变化（1901-2012年），温度变化值是通过对某一资料集（图a中的橙色曲线）进行线性回归所确定的趋势计算得出的。只要可用资料能够得出确凿估算值，均对其趋势作了计算（即仅限于该时期前10%和后10%时段内，观测记录完整率超过70%并且资料可用率大于20%的格点），其它地区为白色。凡是趋势达到10%显著性的格点均用“+”号表示。有关资料集清单和更多技术细节，详见技术摘要的补充材料{图2.19–2.21；图TS.2}报告指出，由于各种因素的影响，气候会显现出年代际和年际差异，短期的气候趋势对起始年和终止年的选择很敏感，一般不能反映长期的气候趋势，所以气候变化研究一般要基于30年及以上的变化趋势。比如，过去15年（1998-2012）正好开始于一个强厄尔尼诺年，且受到太阳周期处于下行期、火山喷发、海洋热量重新分布等因素的影响，平均升温速率为0.05℃每十年，比1951年以来的平均升温速率（0.12℃每十年）要小。这回应了对全球变暖是否客观存在的质疑和对近年来变暖趋势减弱的疑问。1.2海洋观测事实•虽然普通人对地表平均气温的升高更加感兴，但是事实上吸收最多新增热量的是海洋，因为地球表面大部分被海水覆盖且海水比热容更大。报告指出从1971年到2010年，积累的热量有90%被海水吸收，其中700米深度以内的上层海水吸收了60%，75米深度以内的浅层海水平均温度在1971到2010年间以每十年以0.11℃的速率上升。不同颜色的线条表示数据来源于不同数据集，阴影表示不确定度。1.3冰冻圈观测事实过去２０ａ，格陵兰岛和南极冰盖已大量消失，世界范围内的冰川继续萎缩，而北极海冰和北半球春季积雪已呈持续减少的程度（高可信度）。全球除冰盖周边冰川之外的冰川冰量损失，在1971－2009年间平均速率很可能为每年损失226×109ｔ·ａ﹣¹，但在1993－2009年期间平均速率很可能为每年达到75×109ｔ·ａ﹣¹，显示出全球冰川退缩速度在增加。自２０世纪中叶以来，北半球的积雪范围发生了减少．在１９６７－２０１２年间，北半球３、４月间北半球积雪面积范围每１０ａ以1.6％速率在减少；而６月的北半球积雪面积范围则每１０ａ以11.7％速率在减少．不同颜色的线条表示数据来源于不同的数据集，阴影表示不确定度在1979－2012年间，年均北极海冰范围很可能每１０ａ以3.5％～4.1％的速度在减少（相当于每10ａ减少45×104～51×104ｋｍ²海冰面积）．到了夏季，海冰面积最小，但这时段的多年冰的面积每１０ａ也以9.4％～13.6％的速度在减少（相当于每１０ａ减少73×104～107×104ｋｍ²海冰面积）。不同颜色的线条表示数据来源于不同的数据集，阴影表示不确定度1.4海平面观测事实冰川融化和海水温度升高引发的热膨胀导致了海平面的上升。从1901年到2010年，全球平均海平面上升了0.19米，平均每年1.7毫米；1971-2010年间平均速度达每年2.0毫米；1993年到2010年间平均速度则达到每年3.2毫米。海平面上升的速度在加快。不同颜色的线条表示数据来源于不同的数据集，阴影表示不确定度大气中ＣＯ２、ＣＨ４、Ｎ２Ｏ浓度已经上升到过去８０万年以来的最高水平．ＣＯ２浓度已经比工业革命前水平上升了４０％，主要是由于化石燃料燃烧排放，其次是由于土地利用变化的净排放．海洋吸收了３０％的人为ＣＯ２排放量，从而导致海洋酸化．2011年，大气中CO2浓度达到391ppm，比工业化前的1750年高了40%。化石燃料使用以及水泥行业总共排放了3650亿吨碳，同时森林减少以及其它土地用途改变排放了1800亿吨碳。仅2011年，化石燃料燃烧就排放了95亿吨碳。除了存留在大气中的2400亿吨碳外，陆地生态系统吸收了1500亿吨碳，海洋吸收了1550亿吨碳。工业化时代以来，海水的pH已经下降了0.1，即海水中氢离子浓度升高了26%。注：1吨碳折合3.67吨CO2。1.1.5温室气体红色——夏威夷莫纳罗亚山（19°32′N,155°34′W）黑色——南极（89°59′S,24°48′W）浅蓝、浅绿——太平洋（22°45′N,158°00′W）深蓝、深绿——大西洋（29°10′N,15°30′W）蓝、绿——大西洋（31°40′N,64°10′W）•另外两种主要温室气体，甲烷（CH4）和一氧化二氮（N2O）浓度分别达到1803ppb和324ppb，分别比工业化前高了150%和20%。目前这三种温室气体的浓度都达到八十万年以来的最高值。上世纪温室气体浓度的增加速率达到过去2.2万年来的最大值。二、气候变化的原因IPCC在给出全球变暖的证据后，还探讨了全球变暖的原因．科学家用辐射强迫（Radiativeforcing,RF）来衡量不同因素对气候变化的影响．某个影响因素的辐射强迫指它造成的对流层顶或大气层顶的能流变化，单位为Ｗ·ｍ﹣²．正的辐射强迫表示该因素会导致地表温度增加，负的则表示导致地表温度降低．总辐射强迫的加强已经导致气候系统的能量摄取，总辐射强迫的最大贡献是由1750年以来大气中ＣＯ２浓度增加所造成的．•与1750年相比，2011年人类活动造成的辐射强迫达到2.29Ｗ·ｍ﹣²，比第四次评估报告（ＡＲ４）中对2005年的评估高了４３％．温室气体（ＣＯ２、ＣＨ４、Ｎ２Ｏ和卤代烃）排放贡献了３Ｗ·ｍ﹣²，其中，ＣＯ２的辐射强迫为1.82Ｗ·ｍ﹣²，ＣＨ４为0.97Ｗ·m﹣²，与臭氧层破洞相关的卤代烃则为0.18Ｗ·m﹣²．云雾和黑碳气溶胶等气溶胶的辐射强迫贡献了－0.9Ｗ·ｍ﹣²．相比之下，太阳活动变化（贡献0.05Ｗ·ｍ﹣²）和火山喷发（仅在个别年份有影响）等自然因素的影响微乎其微．在既有研究成果的基础上，AR５给出了更为完善的气候模型．根据该模型RCPs，在1951－2010年间，温室气体的排放贡献了地表平均温度升高中的0.5～1.3℃；其他的人为影响，如气溶胶的增加等，贡献了－0.6～0.1℃；各种自然因素的影响在－0.1～0.1℃之间．这一模型很好地解释了这一时期0.6～0.7℃的升温．全球水循环的变化、冰雪的消融、海平面升高和某些极端天气的变化也与人类活动关系紧密．因此，报告认为人类活动极可能（extremelylikely，95％以上可能性）导致了20世纪50年代以来的大部分全球地表平均气温升高．三、不同排放情景下未来变化的模拟及其产生的影响3.1第五评估报告使用的温室气体排放情景温室气体排放情景是对未来气候变化预估的基础．过去应用的情景设计是在2000年完成的，早就需要更新与补充．第五次评估报告采用了新一代情景，称为“典型浓度目标”（RepresentativeConcentrationPathways，RCPs）情景．这里，Representative表示只是许多种可能性中的一种可能性，用Concentration而不用辐射强迫是要强调以浓度为目标，Pathways则不仅仅指某一个量，而且包括达到这个量的过程．４种情景分别称为RCP8.5情景、CP6.0情景、RCP4.5情景及RCP2.6情景１）RCP8.5情景．这是最高的温室气体排放情景．情景假定人口最多、技术革新率不高、能源改善缓慢，所以收入增长慢．这将导致长时间高能源需求及高温室气体排放，而缺少应对气候变化的政策．与过去的情景相比，有两点重要改进：一建立了大气污染预估的空间分布图；二加强了土地利用和陆面变化的预估．（２）RCP6.0情景．这个情景反映了生存期长的全球温室气体和生存期短的物质排放，以及土地利用／陆面变化，导致到2100年辐射强迫稳定在6.0Ｗ·ｍ﹣²．根据亚洲－太平洋综合模式（ＡＩＭ），温室气体排放的峰值大约出现在2060年，以后持续下降．2060年前后能源改善强度为每年0.9％～1.5％．通过全球排放权的交易，任何时候减少排放均物有所值．（３）ＲＣＰ4.5情景．这个情景是2100年辐射强迫稳定在4.5Ｗ·ｍ﹣²．用全球变化评估模式（ＧＣＡＭ）模拟，模式考虑了与全球经济框架相适应的，长期存在的全球温室气体和生存期短的物质排放，以及土地利用／陆面变化．模式的改进包括历史排放及陆面覆盖信息，并遵循用最低代价达到辐射强迫目标的途径．为了限制温室气体排放，要改变能源体系，多用电能、低排放能源技术，开展碳捕获及地质储藏技术．通过降尺度得到模拟的排放及土地利用的区域信息．（４）ＲＣＰ2.6情景．这是把全球平均温度上升限制在２℃之内的情景．无论从温室气体排放，还是从辐射强迫看，这都是最低端的情景．在２１世纪后半叶能源应用为负排放，应用的是全球环境评估综合模式（ＩＭＡＧＥ），采用中等排放基准，假定所有国家均参加．2010—2100年累计温室气体排放比基准年减少70％．为此，要彻底改变能源结构及ＣＯ2外的温室气体的排放，特别提倡应用生物质能、恢复森林．其中，前３个情景大体同2000年方案（ＳＲＥＳ）中的ＳＲＥＳＡ２、Ａ１Ｂ和Ｂ１相对应。模型预测显示，21世纪全球平均气温增幅可能超过1.5℃乃至2℃（相比于1850-1900年），并且升温过程不会在2100年终止，只有实现减排力度最大的RCP2.6情况才有较大可能抑制全球变暖的趋势并把升温控制在2℃以内。在RCP2.6中，未来人类将采取大力减排措施，使得辐射强迫在21世纪达到顶峰并下降，尽管如此，到2100年大气中CO2浓度仍将达到421ppm；而在完全不采取减排措施RCP8.5情况下，21世纪辐射强迫将持续上升，到2100年CO2浓度将达936ppm；RCP4.5和RCP6.0介于上述两者之间。3.2不同情景下产生的影响在21世纪，全球变暖将影响地球的水循环，使地球更加干湿分明；使海水继续升温；使冰川消融、海冰面积缩小、北半球春季积雪减少温度变化值以1986-2005年地表平均温度为基准。图线上方的数字为模型总数，括号内的数字为准确重现历史情况的模型的数量，实线是上述模型给出的平均结果（5年滑动平均值），阴影表示不确定度，虚线为所有模型给出的平均值，短划线表示几乎无冰的情况（海冰面积至少连续5年小于1百万平方千米）。二氧化碳排放量的增加将导致海水进一步酸化。海水的热膨胀和冰川消融将导致海平面上升，其幅度很可能超过1971-2010年的升高幅度。尽管近年来出现了对全球变暖的质疑