中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 氣候變化是人類社會(huì)面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。2015年，《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》（UNFCCC）第21次締約方大會(huì)（COP21）通過(guò)了《巴黎協(xié)定》，明確溫控目標(biāo)是“將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5℃以內(nèi)”。2021年11月1—12日，UNFCCC第26次締約方大會(huì)（COP26）在英國(guó)格拉斯哥召開(kāi)，會(huì)議簽署了《格拉斯哥氣候公約》，完成了對(duì)《巴黎協(xié)定》實(shí)施細(xì)則遺留問(wèn)題的談判；強(qiáng)調(diào)要迅速采取行動(dòng)，全面落實(shí)《巴黎協(xié)定》，開(kāi)始全球盤點(diǎn)，并對(duì)碳交易市場(chǎng)、透明度和共同時(shí)間框架做出了規(guī)定。

根據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第六次評(píng)估報(bào)告（AR6）第一工作組報(bào)告——《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》，最近10年（2011—2020年），全球平均表面溫度比1850—1900年升高1.09℃（0.95℃—1.20℃）。除非進(jìn)行快速和大規(guī)模的溫室氣體減排，否則較之1850—1900年的全球平均升溫在未來(lái)20年可能達(dá)到或超過(guò)1.5℃，從而使得《巴黎協(xié)定》1.5℃的溫控目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)。

在碳達(dá)峰、碳中和勢(shì)在必行的形勢(shì)下，“有多少、誰(shuí)來(lái)減、減多少”是目前急需解決的問(wèn)題。據(jù)IPCC AR6估計(jì)，1850—2019年，人類活動(dòng)已經(jīng)釋放了2390 Gt CO₂，若在21世紀(jì)末把全球升溫控制在1.5℃以內(nèi)，則2020年開(kāi)始的未來(lái)碳排放空間是400—500 Gt CO₂；若把溫控目標(biāo)設(shè)定為2℃，則2020年開(kāi)始的未來(lái)碳排放空間是1150—1350 Gt CO₂。不管設(shè)定哪種目標(biāo)，若以當(dāng)前每年排放大約40 Gt CO₂的速率，剩余的排放空間都將在幾十年內(nèi)耗盡。

未來(lái)碳排放空間的估算問(wèn)題，事關(guān)氣候變化減緩政策的制定和UNFCCC締約國(guó)的氣候談判。那么，我們關(guān)于特定溫控目標(biāo)下未來(lái)碳排放空間估算的依據(jù)是什么？結(jié)果存在多大的不確定性？需要開(kāi)展哪些研究來(lái)提高估算的準(zhǔn)確性？本文對(duì)此進(jìn)行討論。

地球系統(tǒng)碳循環(huán)和全球升溫的關(guān)系

地球氣候系統(tǒng)的碳循環(huán)過(guò)程如圖1所示。化石燃料使用所導(dǎo)致的人為CO₂排放進(jìn)入大氣后，與海洋和陸面存在2種反饋過(guò)程：氣候反饋，即大氣通過(guò)輻射、溫度、降水、風(fēng)應(yīng)力等的變化來(lái)影響海表和陸面；碳反饋，包括大氣-陸面、大氣-海洋間的多種生物化學(xué)正、負(fù)反饋過(guò)程。在這些反饋過(guò)程的綜合作用下，地球系統(tǒng)的人為CO₂收支結(jié)果如表1所示，包括1750—2019年、1850—2019年、1980—1989年、1990—1999年、2000—2009年和2010—2019年共6個(gè)時(shí)間段的收支統(tǒng)計(jì)結(jié)果。由表1可以看出，海-陸-氣的收支比例因統(tǒng)計(jì)時(shí)段而異，就2010—2019年平均而言，人為的CO₂排放最終約有46%存留在大氣中，23%被海洋吸收，31%被陸地吸收。

為了更好地服務(wù)于溫控目標(biāo)下的氣候變化減緩決策，需要設(shè)計(jì)一個(gè)指標(biāo)來(lái)描述CO₂排放和全球升溫的關(guān)系。分析表明，工業(yè)化以來(lái)的人為累積CO₂排放和全球表面升溫之間存在近似線性的關(guān)系（圖2），這種關(guān)系被稱為“累積CO₂排放的瞬態(tài)氣候響應(yīng)”（TCRE）。該指標(biāo)被用來(lái)定量化描述每排放1000 Gt CO₂所對(duì)應(yīng)的全球表面平均氣溫的變化。TCRE綜合反映了累積CO₂排放最終余留在大氣中的份額和瞬態(tài)全球平均氣溫對(duì)大氣CO₂濃度的敏感性——表示為瞬態(tài)氣候響應(yīng)（TCR）的信息。圖2所展示的這一準(zhǔn)線性關(guān)系，至少在5500 Gt CO₂的累積排放下都是穩(wěn)定的，這意味著對(duì)應(yīng)特定的升溫幅度，人為CO₂的總排放量是有限的。若要在某個(gè)時(shí)間段實(shí)現(xiàn)某個(gè)溫控目標(biāo)，則必須在一定時(shí)期實(shí)現(xiàn)CO₂的凈零排放。因此，準(zhǔn)確估算《巴黎協(xié)定》1.5℃和2℃溫控目標(biāo)下的未來(lái)CO₂排放空間，對(duì)于科學(xué)規(guī)劃減排路徑、及時(shí)出臺(tái)有效的減排政策、推動(dòng)國(guó)際氣候變化談判、最終實(shí)現(xiàn)溫控目標(biāo)，都具有重大意義。

從IPCC第五次評(píng)估報(bào)告（AR5）到IPCC《全球升溫1.5℃特別報(bào)告》（SR1.5）和IPCC AR6，科學(xué)界多次評(píng)估了溫控目標(biāo)下的碳排放空間。由于IPCC AR5、SR1.5和AR6的發(fā)布時(shí)間不同，因此它們估算的碳排放空間在統(tǒng)計(jì)時(shí)間段上存在差異，數(shù)據(jù)彼此不可比。為了便于和IPCC AR6的數(shù)據(jù)作比較，我們把IPCC AR5和SR1.5估算的碳排放空間統(tǒng)一折算為從2020年開(kāi)始，結(jié)果如圖3所示。其中：IPCC AR5報(bào)告對(duì)應(yīng)的1.5℃溫控目標(biāo)下，未來(lái)排放空間是-60—140 Gt CO₂，2℃溫控目標(biāo)下為620—870 Gt CO₂；IPCC SR1.5報(bào)告對(duì)應(yīng)的1.5℃溫控目標(biāo)下未來(lái)碳排放空間是340—500 Gt CO₂，2℃溫控目標(biāo)下為1090—1420 Gt CO₂。；IPCC AR6給出的1.5℃溫控目標(biāo)下的排放空間為400—500 Gt CO₂，2℃溫控目標(biāo)下的排放空間為1150—1350 Gt CO₂。IPCC AR6結(jié)果和IPCC SR1.5彼此接近，但都與IPCC AR5差別較大。為何估算結(jié)果在前后幾年間差別如此之大？這與我們?cè)谌舾芍匾h(huán)節(jié)上科學(xué)認(rèn)知水平的提升和數(shù)據(jù)證據(jù)的日益豐富有關(guān)。以下從排放空間估算方法學(xué)的角度進(jìn)行討論。

未來(lái)碳排放空間的估算方法

自IPCC SR1.5以來(lái)，科學(xué)界發(fā)展了新的框架來(lái)估算未來(lái)CO₂排放空間（圖4）。該框架以估算TCRE為基礎(chǔ)，分別考慮歷史升溫、非CO₂溫室氣體的排放、達(dá)到凈零排放后的慣性升溫、地球系統(tǒng)反饋等因素的影響。通過(guò)單獨(dú)評(píng)估這些因素的作用，最終得到未來(lái)CO₂排放空間的范圍。

TCRE的估算。估算TCRE有多種方法，包括基于不同復(fù)雜度的地球系統(tǒng)模式的模擬、使用簡(jiǎn)單的氣候模型、利用觀測(cè)約束等。其中一種重要方法是先把TCRE估算結(jié)果的不確定性分解為TCR和人為排放的CO₂留在大氣中的百分比2個(gè)方面，然后再對(duì)二者分別評(píng)估。IPCC AR6中基于過(guò)程理解、器測(cè)數(shù)據(jù)、古氣候資料、萌現(xiàn)約束等多種來(lái)源的證據(jù)，對(duì)TCR的值進(jìn)行了綜合而細(xì)致的評(píng)估，把TCR的可能范圍（不低于66%的概率）從AR5中的1.0℃—2.5℃縮減為IPCC AR6中的1.4℃—2.2℃，最優(yōu)估計(jì)值為1.8℃，這顯著減小了TCR的不確定性范圍。進(jìn)一步把新的TCR用于TCRE的估算，并結(jié)合基于地球系統(tǒng)模式的專家判斷所給出的人為排放CO₂最終留大氣中的百分比（53%±6%），得到TCRE的最優(yōu)估計(jì)值為0.45℃/(1000 Gt CO₂)，可能范圍是0.27—0.63℃/(1000 Gt CO₂)。隨著全球增暖，未來(lái)海洋和陸面過(guò)程對(duì)碳的吸收比例會(huì)降低，因此，這里采用的人為排放CO₂留在大氣中的比例（53%）要略高于1960—2019年的觀測(cè)平均值（44%）。TCRE這一最新估算結(jié)果的不確定性范圍，比AR5給出的0.22—0.68℃/(1000 Gt CO₂)的范圍明顯縮小，這主要得益于減小了TCR的不確定性。

利用觀測(cè)記錄準(zhǔn)確度量歷史升溫幅度，并利用檢測(cè)歸因技術(shù)準(zhǔn)確估算人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)。工業(yè)化后直至當(dāng)前的歷史升溫已達(dá)1℃左右，即使對(duì)2℃溫控目標(biāo)而言，歷史升溫也占據(jù)了50%的升溫空間，因此歷史升溫估計(jì)的準(zhǔn)確度對(duì)未來(lái)碳排放空間的估算影響很大。在IPCC AR6中，由于新數(shù)據(jù)集的出現(xiàn)和趨勢(shì)估算方法的完善，估算的最新歷史升溫較IPCC AR5高約0.1℃，這壓縮了未來(lái)的升溫空間。需要注意的是，未來(lái)碳排放空間估算中用到的升溫不能直接用觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)表示，因?yàn)樗侵溉藶榕欧艑?dǎo)致的那部分升溫，這需要從觀測(cè)升溫?cái)?shù)據(jù)中扣除掉自然氣候波動(dòng)的部分。采用多種觀測(cè)資料、氣候模擬和檢測(cè)歸因方法，IPCC AR6指出2010—2019年由人為導(dǎo)致的全球平均表面溫度相對(duì)于1850—1900年的變化的最優(yōu)估計(jì)值為1.07℃，可能范圍是0.8℃—1.3℃。結(jié)合TCRE的最優(yōu)估計(jì)值0.45℃/(1000 Gt CO₂)，±0.25℃溫度變化范圍所對(duì)應(yīng)的未來(lái)碳排放空間的不確定性范圍為±550Gt CO₂。

準(zhǔn)確估算其他非CO₂溫室氣體和短壽命氣候強(qiáng)迫因子的貢獻(xiàn)。非CO₂溫室氣體包括N₂O（生命期約116±9年）等長(zhǎng)壽命氣體，以及CH₄（生命期約9.1±0.9年）、氣溶膠等短壽命氣候強(qiáng)迫因子，它們都對(duì)全球溫度變化有影響。例如，CH₄在20年時(shí)間尺度內(nèi)的增溫效應(yīng)是同等質(zhì)量CO₂的80倍以上。這些非CO₂溫室氣體壓縮了特定溫控目標(biāo)下的剩余升溫空間，從而減少了未來(lái)碳排放空間。IPCC AR6采用綜合了氣候和碳循環(huán)信息的模式仿真器來(lái)評(píng)估非CO₂溫室氣體的排放對(duì)碳排放空間的影響。結(jié)果表明，在CO₂達(dá)到凈零排放時(shí)，相對(duì)于2010—2019年，非CO₂溫室氣體排放對(duì)升溫的貢獻(xiàn)為0.1℃—0.2℃。不確定性來(lái)源于非CO₂強(qiáng)迫的地域分布及TCR的值，產(chǎn)生的影響是±0.1℃。在低排放情景下，減緩氣候變化策略的差異使非CO₂排放產(chǎn)生額外±0.1℃的不確定性。綜上，這部分因素（±0.2℃）造成的碳排放空間的不確定性范圍為±440 Gt CO₂。

準(zhǔn)確估算CO₂實(shí)現(xiàn)凈零排放后的慣性升溫的幅度。受物理氣候系統(tǒng)各成員（包括海洋、冰凍圈和陸地表面）的慣性和碳循環(huán)的慣性影響，人為CO₂排放降至零后，全球變暖可能依然會(huì)延續(xù)一段時(shí)間并升高一定幅度。由于TCRE反映的是“瞬態(tài)”氣候響應(yīng)，基于TCRE來(lái)估算剩余CO₂排放空間時(shí)，需要考慮凈零排放下的慣性升溫的影響。在IPCC AR6中，針對(duì)《巴黎協(xié)定》1.5℃和2℃溫控目標(biāo)的氣候情景，設(shè)定的實(shí)現(xiàn)CO₂凈零排放（即“碳中和”）的時(shí)間是2050年。由于《巴黎協(xié)定》的溫控目標(biāo)時(shí)間節(jié)點(diǎn)是21世紀(jì)末，因此可用50年作為評(píng)估慣性升溫的時(shí)間尺度。IPCC AR6的評(píng)估顯示，這50年內(nèi)的慣性升溫在0℃附近。不過(guò)IPCC AR6報(bào)告同時(shí)指出，評(píng)估結(jié)果存在±0.19℃的不確定性。這意味著凈零排放后溫度仍可能變化，對(duì)應(yīng)碳排放空間的不確定性范圍為±420Gt CO₂。

估算過(guò)程需要考慮地球系統(tǒng)反饋過(guò)程的影響。地球系統(tǒng)反饋是指全球變暖后多年凍土消融、野火、濕地變化等釋放溫室氣體的過(guò)程，以及氣溶膠、臭氧和沙塵等的變化對(duì)溫度的影響。當(dāng)前，用于氣候預(yù)估的地球系統(tǒng)模式對(duì)地球系統(tǒng)反饋過(guò)程的描述不夠完善，特別是沒(méi)有考慮最為重要的多年凍土消融向大氣釋放溫室氣體的過(guò)程。不同的地球系統(tǒng)反饋過(guò)程在影響氣候變化的機(jī)理、量值和不確定性方面都差異很大。IPCC AR6評(píng)估了多年凍土的CO₂和CH₄反饋，以及氣溶膠和大氣化學(xué)方面的反饋，并給出這些反饋的綜合作用為26±97 Gt CO₂/℃，不過(guò)IPCC AR6同時(shí)也指出這一數(shù)字是低信度的。地球系統(tǒng)反饋過(guò)程給準(zhǔn)確估算未來(lái)碳排放空間從而實(shí)現(xiàn)全球溫控目標(biāo)帶來(lái)難度。

注意TCRE分布假設(shè)對(duì)估算結(jié)果的影響。若TCRE的可能范圍呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布，那么碳排放空間比標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布下要多出100—200 Gt CO₂。不過(guò)，現(xiàn)有證據(jù)并不支持TCRE呈對(duì)數(shù)正態(tài)分布這一假設(shè)，因此IPCC AR6最終采取標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布假設(shè)，這壓縮了對(duì)未來(lái)碳排放空間估算的范圍。衡量歷史升溫的指標(biāo)不同也會(huì)影響估算結(jié)果。例如，采用全球平均表面溫度（GMST）比全球平均表面氣溫（GSAT）在1.5℃溫控目標(biāo)下的排放空間多150—200 Gt CO₂。

綜上所述，如圖4所示，要準(zhǔn)確估算未來(lái)碳排放的空間，首先要從溫控目標(biāo)中扣除歷史升溫、凈零排放后的慣性升溫及非CO₂排放產(chǎn)生的升溫，以得到未來(lái)剩余的升溫空間；然后，再基于TCRE所揭示的升溫和碳排放的關(guān)系，初步估算出剩余碳排放空間；接著，扣除地球反饋過(guò)程的可能影響；最終，得到溫控目標(biāo)下的未來(lái)CO₂排放空間及其不確定性的范圍。上述任何一個(gè)環(huán)節(jié)的偏差，都會(huì)影響到最終估算結(jié)果的準(zhǔn)確性（表2）。

IPCC AR6給出的碳排放空間估算結(jié)果

最低和最高排放空間及其中間值

基于圖4的計(jì)算框架，綜合5個(gè)方面的影響因素，IPCC AR6給出《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)下的未來(lái)碳排放空間（表2）。針對(duì)1.5℃和2℃溫控目標(biāo)自2020年開(kāi)始的未來(lái)碳排放空間中位數(shù)分別為500 Gt CO₂和1350 Gt CO₂。同時(shí)，提供的還有最低和最高估算結(jié)果：對(duì)TCRE的分布取標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布，對(duì)應(yīng)83%和17% 2個(gè)高、低分位數(shù)，2℃溫控目標(biāo)下的未來(lái)碳排放空間最低是900 Gt CO₂、最高是2300 Gt CO₂，1.5℃溫控目標(biāo)的對(duì)應(yīng)結(jié)果是300 Gt CO₂和900 Gt CO₂。

基于上述估算結(jié)果，對(duì)應(yīng)最為嚴(yán)峻的下限情形，若考慮到非CO₂強(qiáng)迫和響應(yīng)、非CO₂強(qiáng)迫因子的減排水平、歷史升溫等影響因素的巨大不確定性，2℃溫控目標(biāo)下的排放空間將在未來(lái)幾十年內(nèi)耗盡。特別是對(duì)于1.5℃溫控目標(biāo)而言，存在一個(gè)較小的概率使實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的碳排放空間為0，即在此情況下，只有立即停止當(dāng)前所有人為碳排放才有可能實(shí)現(xiàn)1.5℃溫控目標(biāo)，這無(wú)疑是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。反之，在最為樂(lè)觀的上限情況下，未來(lái)碳排放的空間較大，氣候變化減緩和應(yīng)對(duì)工作在時(shí)間上就相對(duì)從容。

IPCC AR6較之AR5在未來(lái)排放空間上的差異及主要影響因素

造成IPCC AR5與SR1.5、AR6在未來(lái)碳排放空間上存在差異的原因，主要是估算方法的不同。IPCC AR5中采用了多種估算碳排放空間的方法，而且難以相互比較和統(tǒng)一。以2℃溫控目標(biāo)為例，IPCC AR5首先給出了直接基于TCRE估算的2℃溫控目標(biāo)下自1861—1880年開(kāi)始的總CO₂排放空間，數(shù)值為3670—4440 Gt CO₂。由于1870—2011年的累積歷史排放量為（1890±260）Gt CO₂，在合理的概率分布假設(shè)下，扣除歷史排放量后，計(jì)算得到2012年后的剩余排放量為1720—2650 Gt CO₂；再進(jìn)一步扣除2012—2019年的實(shí)際碳排放量320 Gt CO₂，得到換算為2020年后的排放空間為1400—2330 Gt CO₂，這一數(shù)值要顯著高于IPCC SR1.5和AR6的評(píng)估結(jié)果。

由于TCRE只與CO₂有關(guān)，但升溫卻是多種氣候強(qiáng)迫因子共同作用的結(jié)果。例如，CH₄等非CO₂溫室氣體也會(huì)造成部分升溫。因此，上述算法高估了未來(lái)碳排放空間。為合理考慮非CO₂溫室氣體的影響，IPCC AR5還直接給出RCP8.5情景下地球系統(tǒng)模式達(dá)到升溫2℃時(shí)的累積碳排放結(jié)果，數(shù)值為2900—3010 Gt CO₂。在合理的概率分布假設(shè)下，扣除到2011年的歷史累積排放量和2012—2019年的實(shí)際排放量，最終得到2020年后的排放空間為620—870 Gt CO₂，這又顯著低于IPCC SR1.5和AR6的評(píng)估結(jié)果（圖3）。RCP8.5情景中非CO₂溫室氣體的輻射強(qiáng)迫過(guò)強(qiáng)可能給這一結(jié)果帶來(lái)較大偏差。此外，IPCC AR5未考慮未來(lái)土地利用變化的碳排放，這會(huì)造成低估碳排放的結(jié)果；同時(shí)，由于未考慮多年凍土消融釋放溫室氣體等地球系統(tǒng)反饋過(guò)程的影響，這又會(huì)造成高估碳排放的結(jié)果。上述不足均影響了IPCC AR5結(jié)果的可信度。

2015年，《巴黎協(xié)定》簽訂后，1.5℃和2℃正式成為UNFCCC框架下由締約國(guó)談判達(dá)成的溫控目標(biāo)，使未來(lái)碳排放空間的估算得到高度重視。2018年公布的IPCC SR1.5發(fā)展了新的估算未來(lái)碳排放空間的框架，其中單獨(dú)考慮了歷史升溫的影響，即估算未來(lái)碳排放空間首先要估算未來(lái)的升溫空間。在這個(gè)框架下，可以自然引入其他強(qiáng)迫因子對(duì)升溫的影響。IPCC SR1.5沿用了IPCC AR5估算的TCRE數(shù)值，同時(shí)對(duì)地球系統(tǒng)反饋過(guò)程（如多年凍土消融排碳）只給出了粗略估計(jì)，僅作為未來(lái)碳排放空間的修正項(xiàng)，并未納入估算值中；認(rèn)為未來(lái)碳排放空間（以CO₂計(jì)）在20世紀(jì)內(nèi)可能要因此減少100 Gt CO₂。

在IPCC SR1.5所發(fā)展的新框架基礎(chǔ)上，IPCC AR6采用了多種約束手段以減小TCRE的不確定性范圍，使用了最新的排放和溫度觀測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)綜合評(píng)估了各種地球系統(tǒng)反饋過(guò)程對(duì)碳排放空間的影響，包括多年凍土中CO₂和CH₄反饋，以及與氣溶膠和大氣化學(xué)有關(guān)的反饋過(guò)程。在此基礎(chǔ)上，估算的未來(lái)碳排放空間值較之以往更為準(zhǔn)確。

建議加強(qiáng)的研究領(lǐng)域

未來(lái)碳排放空間估算結(jié)果存在較大不確定性，這給碳減排政策的制定帶來(lái)難度和風(fēng)險(xiǎn)。因此，提升估算的準(zhǔn)確性具有迫切的決策支撐需求。基于當(dāng)前的科學(xué)認(rèn)知水平，關(guān)于未來(lái)碳排放空間的估算誤差，按照不確定性的大小排序，分別是：工業(yè)革命以來(lái)歷史升溫的不確定性、海洋慣性升溫的不確定性、非CO₂排放情景和對(duì)非CO₂強(qiáng)迫響應(yīng)的不確定性。因此，以提高未來(lái)碳排放空間估算的準(zhǔn)確度為目標(biāo)，提出6點(diǎn)建議。

加強(qiáng)歷史資料整編和檢測(cè)歸因研究，減小人為歷史升溫估算結(jié)果的不確定性。由表2可以看出，在估算人為外強(qiáng)迫導(dǎo)致的歷史升溫方面，其結(jié)果的不確定性是幾種影響因子中最大的（±550Gt CO₂）。這一方面需要提高歷史強(qiáng)迫數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，包括人為氣溶膠排放；另一方面則需要提高檢測(cè)歸因方法的準(zhǔn)確性。檢測(cè)歸因依賴于氣候模式，這就需要提高氣候模式性能，使其能夠準(zhǔn)確模擬氣候系統(tǒng)對(duì)不同種類強(qiáng)迫因子的響應(yīng)。目前，亟待提升的是對(duì)氣溶膠響應(yīng)過(guò)程、氣溶膠與云的相互作用過(guò)程描述的準(zhǔn)確性。

加強(qiáng)氣候系統(tǒng)反饋過(guò)程研究，準(zhǔn)確估算敏感度指標(biāo)TCRE。TCRE的不確定主要來(lái)自氣候敏感度TCR的不確定性。基于多種來(lái)源的證據(jù)，IPCC AR6給出的TCR估算結(jié)果的不確定性范圍比IPCC AR5明顯減小。若要繼續(xù)提高精度，首先需要加強(qiáng)氣候反饋機(jī)制的研究。其中，云短波反饋是導(dǎo)致氣候敏感度不確定性的最大來(lái)源，也是當(dāng)前氣候模式發(fā)展完善的難點(diǎn)；它與目前認(rèn)識(shí)薄弱的云-對(duì)流相互作用過(guò)程密切相關(guān)，并和其他反饋過(guò)程（如海冰反照率）存在復(fù)雜的相互作用。云反饋過(guò)程還能影響我國(guó)氣候的模擬和未來(lái)季風(fēng)氣候的預(yù)估，因此尤其值得關(guān)注。同時(shí)，要加強(qiáng)深層海洋的觀測(cè)研究，以及未來(lái)增暖空間型和海洋熱吸收型預(yù)估的研究。海洋慣性升溫的大小和增暖型有關(guān)，高緯度海洋熱吸收要比低緯度海洋熱吸收對(duì)全球增暖的減緩作用更強(qiáng)。明晰未來(lái)的增暖型和海洋熱吸收型、減小海洋熱吸收估算的不確定性、提高TCR的估算精度，將有助于提升未來(lái)碳排放空間估算的準(zhǔn)確性。

加強(qiáng)地球系統(tǒng)碳源、碳匯過(guò)程與全球增暖關(guān)系的研究。隨著累積碳排放的增加和全球溫度的升高，海洋和陸地作為碳匯的功能將減弱，表現(xiàn)為海洋和陸面對(duì)人為排放CO₂的吸收比例將逐漸下降，每升溫0.5℃，吸收率降低約5%（圖5）。此外，目前認(rèn)為隨著大氣CO₂濃度的升高，CO₂的輻射強(qiáng)迫也會(huì)降低，這又會(huì)抵消海陸碳匯減弱的作用——不過(guò)這種抵消作用在多少碳排放空間內(nèi)成立尚不清楚。面向更為長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，在累積碳排放超過(guò)5500 Gt CO₂后，升溫幅度和累積排放間的關(guān)系將變得更為復(fù)雜，目前相關(guān)研究鮮有報(bào)道。

加強(qiáng)非CO₂溫室氣體和多年凍土等對(duì)全球增暖的影響研究。包括CH₄在內(nèi)的非CO₂溫室氣體的排放，能夠通過(guò)侵占升溫空間而造成未來(lái)碳排放空間的減少，因此需要加強(qiáng)CH₄、N₂O等非CO₂溫室氣體對(duì)全球增暖的影響研究。這在中美簽署的《關(guān)于在21世紀(jì)20年代強(qiáng)化氣候行動(dòng)的格拉斯哥聯(lián)合宣言》中我國(guó)表示要在控制和減少CH₄排放方面取得顯著效果的背景下顯得尤為重要。隨著氣候增暖，多年凍土消融將通過(guò)釋放CH₄和CO₂對(duì)升溫產(chǎn)生顯著影響，這是一種重要的地球系統(tǒng)反饋過(guò)程。我國(guó)擁有約1.6×10⁶ km²的多年凍土區(qū)，亟待加強(qiáng)對(duì)這些區(qū)域的監(jiān)測(cè)和氣候影響預(yù)測(cè)研究。

加強(qiáng)對(duì)高于1.5℃和2℃溫控目標(biāo)的升溫閾值下碳排放空間的研究。《巴黎協(xié)定》的2℃和1.5℃溫控目標(biāo)，是UNFCCC締約方通過(guò)談判設(shè)定的政治目標(biāo)。科學(xué)研究需要不囿于政治目標(biāo)。例如，IPCC AR6在1.5℃和2℃溫控目標(biāo)的基礎(chǔ)上，還給出了3℃—4℃升溫閾值下的氣候預(yù)估結(jié)果。學(xué)術(shù)界應(yīng)對(duì)升溫的各種可能情景做好前置性研究準(zhǔn)備。

加強(qiáng)我國(guó)地球系統(tǒng)模式研發(fā)的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，推動(dòng)其在包括碳排放空間預(yù)估等地球系統(tǒng)碳循環(huán)研究中的應(yīng)用。氣候模式在反饋過(guò)程研究、氣候敏感度估算、歷史溫度變化的檢測(cè)歸因研究中發(fā)揮著不可替代的作用。氣候系統(tǒng)模式在近30年來(lái)取得了快速發(fā)展。以“國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃”（CMIP）為例，參加CMIP1的研究機(jī)構(gòu)有11家，參加CMIP5的有19家，參加CMIP6的則有28家。在參加CMIP6的模式中，最終數(shù)據(jù)被IPCC AR6正式采用的模式版本有39個(gè)，其中我國(guó)的6家機(jī)構(gòu)貢獻(xiàn)了8個(gè)模式版本。我國(guó)參加CMIP6的模式數(shù)量是世界各國(guó)中最多的，但是最終為IPCC AR6提供了碳循環(huán)數(shù)據(jù)的模式只有1個(gè)。地球系統(tǒng)模式是支撐氣候變化和地球系統(tǒng)科學(xué)研究的重要平臺(tái)，也是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的前沿。建議加強(qiáng)我國(guó)在地球系統(tǒng)模式研發(fā)領(lǐng)域的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，發(fā)揮新時(shí)代舉國(guó)體制的優(yōu)勢(shì)，盡早實(shí)現(xiàn)“由多到強(qiáng)”的轉(zhuǎn)變，從而在碳排放空間預(yù)估、碳收支平衡估算等支撐國(guó)際氣候變化治理談判的前沿領(lǐng)域提高話語(yǔ)權(quán)。

應(yīng)對(duì)氣候變化是中國(guó)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求，也是負(fù)責(zé)任大國(guó)應(yīng)盡的國(guó)際義務(wù)。2020年9月22日，在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上，國(guó)家主席習(xí)近平宣布“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，CO₂排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。這彰顯了我國(guó)負(fù)責(zé)任大國(guó)的形象，是推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的具體舉措。《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，依賴于碳減排方面的國(guó)際行動(dòng)。UNFCCC將于2023年11月完成第一次全球碳盤點(diǎn)，此后每5年更新一次盤點(diǎn)工作。全球盤點(diǎn)和未來(lái)碳排放空間估算數(shù)據(jù)，將是UNFCCC框架下包括《巴黎協(xié)定》和《格拉斯哥氣候公約》履約等氣候治理國(guó)際談判的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

作為全球碳排放的參考基準(zhǔn)，《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)下的未來(lái)碳排放空間可以逐年核算，能夠?qū)?guó)際氣候變化談判和氣候變化應(yīng)對(duì)工作形成有效支撐。基于當(dāng)前的估算數(shù)據(jù)，考慮到結(jié)果的不確定性，目前各主要國(guó)家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)的碳排放總和，有可能超過(guò)1.5℃甚至2℃所要求的剩余排放空間^[29]。因此，要實(shí)現(xiàn)國(guó)家間碳排放空間的公平分配、保持全球目標(biāo)的協(xié)調(diào)一致，科學(xué)界首先需要提供精準(zhǔn)的碳排放空間核算數(shù)據(jù)。推動(dòng)和引導(dǎo)建立公平合理、合作共贏的全球氣候治理體系，需要堅(jiān)實(shí)的科學(xué)支撐，氣候科學(xué)界在這方面責(zé)任重大。

（作者：周天軍，中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)；陳曉龍，中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。《中國(guó)科學(xué)院院刊》供稿）

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