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周天军:碳排放空间将在几十年内耗尽

  • 2023-07-27 16:27:44 来源:新京报

在当前每年排放约40 Gt CO2的速率下,并考虑陆地和海洋对CO2的吸收后,剩余排放空间会在几十年内耗尽,留给我们的时间已经不多。——周天军

今夏,热浪无疑成了全球一道考题。


(相关资料图)

7月10日,世界气象组织发布报告称,根据初步数据,全球刚刚经历了有记录以来最热的一周。全球平均气温连续刷新纪录,达到℃。北半球多个国家被高温炙烤,干旱、洪涝及电力短缺随之而来。

在我国,高温同样袭来。自6月下旬以来,华北、黄淮等地遭受多轮高温天气,北方多地气温超40℃。

“高烧”模式,也将全球变暖推至台前。中国科学院大气物理研究所副所长、研究员周天军在接受新京报零碳研究院专访时表示,近期全球绝大多数地区都偏热。而根据相关报告,自1970年以来,全球表面温度的上升速度超过了至少过去2000年,甚至更长时间。

在周天军看来,当全球增温2℃时,相对于增温℃,将受到更多区域性的气候影响,包括洪水增多、平均降水减少而火灾频发。着眼未来,要减少大气中的温室气体浓度,就必须减少排放。“剩余排放空间会在几十年内耗尽,留给我们的时间已经不多”。

气温频破纪录,全球高温天气显著增加

零碳研究院:近年来,夏天高温天气备受关注,到底是高温天气变多了,还是人们的反应更敏感了,或者说人们的认知更深刻了?

周天军:针对今年高温,迄今为止,华北地区的人们感受更为深刻一些。在华北地区,夏季气候通常呈现“先干热、后闷热”的特点,即在6月至7月初为“干热型”高温,表现为气温高、湿度小;7月后期,随着夏季风推进、雨季来临,大气湿度增加,出现“湿热型”高温。

前段时间华北的高温,属于雨季到达前的“干热型”高温。自6月下旬以来,华北、黄淮等地遭受高温天气影响,北方多地气温超40℃。根据中国气象局观测数据,6月21日-27日华北地区共有80个国家站达到极端高温阈值(临界值),北京汤河口(℃)、天津大港(℃)等23个国家站突破历史极值,120个国家站超过40℃。6月22日-23日,北京、天津、河北、山东等地有21个国家气象观测站的日最高气温突破历史极值。

在北京,截至6月24日,北京南郊观象台连续3天气温达到40℃,这也是该站点自有气象记录以来首次连续三天气温突破40℃,6月22日观测到了℃的高温。根据统计,自1951年以来,北京温度高于40℃的天数有11天,其中5天出现在7月7日之前的两周。

因此,观测数据显示高温天气的确是多了,不单纯是因为人们的反应更敏感了。

零碳研究院:以前谈气候异常,一般习惯性认为这是“局地”,还无法影响全球。这种认识是不是需要更新了?

周天军:高温天气增加,不单纯是局地或者区域的气候现象。世界气象组织(WMO)宣布刚过去的6月份,是全球有记录以来最热的6月,表现在数据上,6月份的全球温度较之1991年-2020年的平均值高出℃,这打破了2019年6月的记录。高温的分布不均匀,6月份高温主要位于欧洲西北部、加拿大、美国、墨西哥、亚洲和澳大利亚东部的部分地区。也有部分地区温度低于多年平均情况,例如澳大利亚西部、美国西部和俄罗斯西部地区等。

进入7月,WMO宣布7月第一周可能是有记录以来最热的一周。7月7日全球平均温度为℃,这比此前强厄尔尼诺年——2016年8月16日创下的℃记录高出了℃。根据报道,美国国家环境预报中心数据显示,全球平均气温连续3天出现历史高位,7月3日-5日的温度都达到℃,被称为“全球最热”。因此,近期全球绝大多数地区的确都偏热。

从长期气候变化的角度看,观测数据显示,在全球诸多地区,高温天气在显著增加。2021年8月9日,政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布《气候变化2021:自然科学基础》(以下简称IPCC AR6)。报告表明,过去十年全球气温比1850-1900年平均高出约℃;最近40年的每个10年,都相继比1850年以来任何一个10年要暖;自1970年以来,全球表面温度的上升速度超过了至少过去2000年,甚至更长时间。

全球增温2℃,更易发生热浪等极端气候事件

零碳研究院:当前愈演愈烈的全球变暖与人类活动有着怎样的关系?

周天军:IPCC AR6指出,人类活动的确正在引起气候变化。包括热浪、强降水和干旱在内的极端气候事件变得更频繁和更严重。1950年代以来,极端高温事件(包括热浪)变得更为频繁和严重;若无人类活动对气候系统的影响,过去十年间的一些极端高温事件是极不可能发生的。

该报告总结了科学界当前关于极端温度变化的检测和归因研究结果,在全球大部分地区,热浪都在显著增加,并且从中能够检测到人类活动的影响,这一结论具有高信度。换言之,观测到的热浪的显著增加趋势,是人类活动导致的工业革命以来全球变暖的一个结果。

零碳研究院:全球气候变暖已经持续多年,为什么《巴黎协定》提出本世纪℃-2℃的控温目标,实现不了将面临怎样的后果?

周天军:首先,本世纪℃-2℃的控温目标是联合国气候变化框架公约(UNFCCC)缔约国通过《巴黎协定》达成的政治目标。

从科学研究的角度,除非进行立即、快速和大规模的温室气体减排,否则达不到限制增暖不超过℃的目标。若进行快速的温室气体减排并在2050年达到CO2 (二氧化碳)净零排放,全球升温低于2℃是极可能的,使升温低于℃并在本世纪末降低到℃以下也较为可能。

IPCC AR6明确指出,每一个升温幅度都有重要影响。相对于全球增温℃,大多数区域在增温2℃时会面临更大的气候挑战。全球气温每升高℃都会给部分区域带来极端高温、极端降水和极端干旱事件频率增多、强度增大的风险。当全球增温2℃时,极端高温更容易超过农作物生长和人体健康的临界阈值。

当全球增温2℃时,相对于增温℃,将受到更多区域性的气候影响,包括热带风暴和热带外气旋增强、洪水增多、平均降水减少而火灾频发。此外,在2℃增温背景下,也更容易发生包括热浪、干旱等在内的极端气候事件。

碳排放空间几十年内将耗尽,实现双碳需三端发力

零碳研究院:人类活动是导致温室气体排放增加,从而导致全球变暖的主要原因,那么降碳与控制全球变暖有怎样的内部关联?

周天军:工业化以来,温室气体的增加通过温室效应导致全球变暖,这其中的物理学证据已经毋庸置疑。降碳的目的,就是降低大气中的CO2浓度。根据统计,2010-2019年的年均化石燃料CO2排放量为 ± GtC(吉吨碳,等于10亿吨碳),相当于大约352 ±亿吨CO2(一吨碳在氧气中燃烧能产生大约吨二氧化碳),化石燃料占人为二氧化碳排放总量的86%。这些人为排放的CO2量,就2010年-2019年平均而言,最终约有46%存留在大气中,23%被海洋吸收,31%被陆地吸收。因此,要减少大气中的温室气体浓度,就必须减少排放。

IPCC AR6估计,从1850年到2019年人类活动已经释放了2390 Gt CO2,我们还可再排放400-500 Gt CO2,这样仍有机会限制升温℃,或者再排放1150-1350 Gt使升温限制到2℃。在当前每年排放约40 Gt CO2的速率下,并考虑陆地和海洋对 CO2的吸收后,剩余排放空间会在几十年内耗尽,留给我们的时间已经不多。

零碳研究院:为了减少温室气体排放,就需要推动绿色低碳发展。绿色低碳发展最主要的抓手是什么?

周天军:实现绿色低碳发展,涉及产业结构优化、能源结构调整、绿色低碳技术研发推广,以及绿色低碳政策体系等方方面面。国家自然科学基金委员会曾组织专家进行过战略研究,指出在完成战略路径选择之后,实现双碳目标的关键支撑点主要包括四个方面,分别是政策管理体系、产业结构调整与生态环境协同、能源结构转型及科学数据基础。围绕科学数据基础,实现双碳目标也面临着诸多紧迫的基础理论和方法学挑战,包括气候变化物理学、碳循环理论、地球系统模式和预测等。

中国科学院学部围绕碳中和的基本逻辑和技术需求组织开展过研究,指出实现双碳目标要构建一个“三端共同发力体系”:在电力/热力供应端,要从“以煤为主”发展为“以风、光、水、核、地热”等可再生能源和其他非碳能源为主;在能源消费端,建材、钢铁、化工、有色等原材料生产过程中的用能以绿电、绿氢等替代煤、油、气,交通用能、建筑用能以绿电、绿氢、地热等替代煤、油、气;在固碳端,把“不得不排放的二氧化碳”用各种人为措施将其固定下来,其中最为重要的措施是生态建设,此外还有碳捕集之后的工业化利用,以及封存到地层和深海中。

需要指出的是,发达国家从碳达峰到碳中和大多经过了约40年-70年过渡期,我们这一过程只有30年时间,这是雄心勃勃但又难度很大的战略目标。

因此,首先公众要有节约能源的意识,同时积极践行,做到低碳出行从我做起。此外,还有一个全民素质的提高问题,积极参与科学普及、科技推广等工作。(白华兵)

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