IPCC-AR5-WG1-主要亮点结论和未来地球计划-秦大河

IPCCAR5WG1主要亮点结论

秦大河&

ThomasStocker代表259名作者（来自39个国家）代表TSU(设在瑞士伯尔尼，中国北京)------兼介“未来地球计划”(秦大河)中国科学院寒旱所冰冻圈科学国家重点实验室2014年4月15日

兰州什么是IPCC？IPCC与UNFCCC的关系？尺度---时间和空间？气候系统？IPCCAR5WG1主要工作是什么?CASCMAIPCC组织结构IPCCAR5的特点（fromThomasStock）：……,itwouldbeimportantinmyviewtoremindtheCOPandthedelegatesthatcomprehensiveassessmentcarriedoutbyIPCConlyhappenbecauseofseveral1000sofscientistswhocontributetheirexpertiseandworkonavoluntarybasisandthattheydeservealloursupport,andmorespecificallythegovernmentsdirectsupport.Onlythoughthissystem,thebroadestscientificbasisofacomprehensiveassessmentisguaranteed.气候系统观测和古气候信息人为和自然辐射强迫和生物地球化学循环及反馈气候模式评估和气候变化的检测与归因未来气候变化趋势预估海平面变化和跨区域气候现象及其与区域气候变化的联系三个附件Chapter1:引言

丁一汇RChapter2观测：大气和地表

翟盘茂Chapter3:观测：海洋

王凡Chapter4:观测：冰冻圈

任贾文Chapter5:古气候档案信息

邵雪梅张德二RChapter6:碳循环和其他生物地球化学循环朴世龙Chapter7:云和气溶胶

廖宏张小曳Chapter8:人为和自然辐射强迫

张华黄建平Chapter9:气候模式的评估

赵宗慈RChapter10:气候变化的检测和归因：从全球到区域胡永云Chapter11:近期气候变化：预估和可预测性王会军Chapter

12:长期气候变化：预估、持续性和不可逆性高学杰Chapter13:海平面变化

效存德RChapter14:气候现象及其与未来区域气候变化的关联

周天军董文杰附件1：全球和区域气候预估图集附件2：术语表附件3：缩略语和区域缩写综合报告、特别报告，宣传和科普,……IPCCAR5WG1工作概要中国作者共18人IPCC评估气候系统变化时采用信度和可能性表述评估按照新发布的IPCCAR5不确定性指南进行首先评估该特定事件的信度水平低信度中等信度高信度提供变化方向的可能性评估提供变化方向，但没有可能性评估不提供变化的方向可能性术语(AR5):99-100%virtuallycertain95-100%extremelylikely90-100%verylikely66-100%likely50-100%morelikelythannot33-66%aboutaslikelyasnot0-33%unlikely0-10%veryunlikely0-1%exceptionally/extremely unlikelyIPCCWGI关于不确定性问题的表述法：信度和可能性表述方括号法，[……]，例：平均升温1[0.8-1.2]℃图像阴影法（见报报告图件）。IPCCAR5WGI的亮点结论之一---

观测Whathaschanged?1850—2012年全球气候变化的多种指标

（引自技术摘要[1]）Multiplecomplementaryindicatorsofachangingglobalclimateduring1850—2012（fromTS[1]）北半球积雪（3-4月）观测到的地表平均温度说明：（a）观测到的全球陆地和海洋综合平均温度距平（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）的不确定性估值。各距平都是相对于1961–1990年均值的。（b）观测到的1901-2012年的温度变化，而温度变化值是根据对某一时间序列（图a中的橙色曲线）进行线性回归后确定的趋势计算得出的。只要可用资料能够得出确凿估值，均对其趋势作了计算，即仅限于在该时期观测记录完整率大于70%以及该时期第1个和最后1个10%内的资料可用率大于20%的格点。其他区域为白色。凡是趋势具有10%显著性的格点均用“+”号表示。

1901-2012年全球地表平均温度升高0.89℃［0.69℃-1.08℃］。此间，几乎所有地区都经历了升温。过去三十年中的每个十年（1981-1990；1991-2000；2001-2010）都要比自1850年以来的任何一个十年都暖。在北半球，1983-2012年可能是过去1400年来最暖的30年（中等信度）。1988-2012年的全球变暖hiatus(中断，停滞)

海洋吸收热量；模式缺陷；时间不足30年大气观测到的全球陆地降水变化趋势观测到的1901-2010年以及从1951-2010年的降水变化，资料表明，降水全球平均变化存在混合的和不显著的长期趋势。计算是基于一个资料集得到的。（趋势计算的标准和图SPM1.b相同）。自1901年以来，北半球中纬度陆地区域平均的降水已增加。其它纬度的区域平均降水的长期变化趋势具有低信度大气Regionaltrendsinoceansalinityprovideindirectevidencethatevaporationandprecipitationovertheoceanshavechanged(mediumconfidence).TSTFE.1Fig.1海洋海洋热含量变化1971-2010年，海洋上层热含量可能增加了17x1022焦耳；与1993−2002年相比，海洋上层热含量在2003−2010年间

的增速较为缓慢；1970年之前的资料不确定性较大；采用了五套数据，可弥补资料的缺失。海洋全球能量分布化1971-2010年，气候系统增加的净能量中有60%以上储存在海洋上层（0-700米），另有大约30%储存在700米以下Oceanwarming:93%oftheincreaseinenergyinEarth’sclimatesystem(highconfidence)3%gointowarmingtheland,1%intowarmingtheatmosphere3%intomeltingofice(glaciers,icesheets)海洋全球冰川冰量损失平均速率（不包括冰盖外围的冰川）很可能是：1971−2009年，每年226[91至361]Gt1993−2009年，每年275[140至410]Gt冰冻圈

格陵兰冰盖平均冰量损失速率很可能已从1992−2001年的每年34[−6至74]Gt大幅度增至2002−2011年间的每年215[157至274]Gt

南极冰盖的冰量损失平均速率可能从1992−2001年间的每年30[−37至97]Gt增至2002−2011年间的每年147[72至221]Gt冰冻圈对海平面上升（1993-2010年）的贡献海洋增暖:38%（每年1.1毫米）冰川变化:

28%（每年0.76毫米）格林兰冰盖:10%（每年0.33毫米）南极冰盖:10%（每年0.27毫米）陆地水储存:

14%（每年0.38毫米）

二十世纪七十年代以来，冰川冰损失和因变暖导致的海洋热膨胀共同贡献全球海平面上升的约75％水圈

进入21世纪，高新技术的迅猛发展为气候变化科学研究提供了更佳保障：卫星遥感技术发展增加观测覆盖建立气候系统的理念，扩充观测内容（GAW,GCW等）

站点设置、调整内容和频次、仪器性能改善增加了

数量，提高了质量相对AR4，观测时段又有延伸…………

从多视角进一步证实和支持了AR4WGI

近百年人类活动导致全球气候变暖毋庸置疑IPCCAR5WGI的亮点结论之一---

观测碳和其它地球生物化学循环CO2、CH4和N2O在大气圈内的浓度至少已上升到过去80万年以来前所未有的水平(EDA冰芯记录)；自工业化以来，CO2浓度已增加了40%，这首先是由于化石燃料的排放，其次是由于净土地利用变化的排放（GAW实测）；海洋吸收了大约30%的人为CO2排放，这导致了海洋酸化。自1750年以来，海表水的pH值已下降0.1，相当于氢离子浓度增加了26%。碳2002−2011年期间化石燃料燃烧和水泥生产造成的CO2年均排放量为每年8.3GtC。2011年为9.5GtC，比1990年水平高54%土地利用变化产生的CO2年净排放量为每年0.9GtC1750−2011年期间化石燃料燃烧和水泥生产释放到大气中的CO2排放量为375GtC因毁林和其它土地利用变化估计已释放了180GtC人为CO2排放累积量为555GtC，为三方分摊：大气累积了250GtC海洋吸收了155GtC自然陆地生态系统累积了150GtC碳IPCCAR5WGI的亮点结论之二---

UnderstandingWhyhasitchanged?2011年总人为辐射强迫值为2.29[1.13-3.33]瓦/平方米，比AR4时的2005年值高43%,比太阳辐射强迫的0.05[0.00-0.10]瓦/平方米高两个量级。1970年以来其增加速率快于之前的各个年代人类活动对气候的影响总体上是增暖辐射强迫分量IPCCAR5WGI的亮点结论之三---预估Howwillitchange?RCP8.5RCP6.0RCP4.5RCP2.6典型浓度路径（RCPs）CMIP5模式和新排放情景—典型浓度路径（RCPs），预估未来气候系统变化

CMIP5模式耦合了大气、海洋、陆面、海冰、气溶胶、碳循环等多个模块，动态植被和大气化学过程也被耦合，称之为地球系统模式。

RCPs包括RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5等4种情景，每个都提供了一种受社会经济条件和环境、气候影响等的排放路径，并给出到2100年相应的辐射强迫值。采用这一模式和情景，给出了2℃升温目标下的全球累积排放量。全球地表平均温度将继续上升相对1986−2005年，2016−2035年期间全球平均地表温度可能升高0.3−0.7℃。2081−2100年可能上升0.3−4.8

℃

南极海冰面积和冰量到21世纪末将减少(低信度)全球冰川冰量（不包括南极周边地区的冰川）在RCP2.6情景下减少15−55%，在RCP8.5情景下将减少35−85%（中等信度）北半球春季积雪面积的平均值在RCP2.6情景下将减少7%，在RCP8.5情景下将减少25%（中等信度）半球高纬度地区近地表冻土面积将减少。到21世纪末，近地表（上层3.5米）冻土面积的平均值将减少37%（RCP2.6）到81%（RCP8.5）（中等信度）预估未来冰冻圈变化全球平均海平面将继续上升与1986−2005年相比，2081−2100年全球平均海平面上升区间为：0.26−0.55米（RCP2.6情景）0.32−0.63米（RCP4.5情景）0.33−0.63米（RCP6.0情景）0.45−0.82米（RCP8.5情景）在RCP8.5情景下，到2100年全球平均海平面将上升0.52−0.98米；2081−2100年期间的上升速度为每年8−16毫米CumulativeemissionsofCO2largelydetermineglobalmeansurfacewarmingbythelate21stcenturyandbeyond.Fig.SPM.10©IPCC2013Fig.SPM.10Limitingclimatechangewillrequiresubstantialandsustainedreductionsofgreenhousegasemissions.©IPCC2013Fig.SPM.10Limitingclimatechangewillrequiresubstantialandsustainedreductionsofgreenhousegasemissions.2100210021002100©IPCC201321世纪末及之后，全球平均地表变暖主要取决于累积CO2排放；即使停止CO2排放，气候变化的许多方面将持续许多世纪；CO2累计排放将持续产生若干世纪的气候变化如果要在可能性>33%，>50%和>66%的条件下，将人为CO2排放单独引起的变暖限制在2℃（相对于1861至1880年）以内，则需要将所有人为CO2累积排放量分别限制在0至约1560GtC、0至约1210GtC和0至约1000GtC21世纪末及以后的全球变暖主要取决于累积CO2排放

该图给出了2℃升温目标下的全球累积排放量：

1.如果将1861—1880年以来的人为CO2累积排放控制在1000GtC （约合3670GtCO2），人类有>66%的可能性把未来升温幅度

控制在2℃（相对1861—1880年）以内；

2.如果把人为CO2累积排放限额放宽到1570GtC（约合5760 GtCO2），那么只有>33%的可能性实现温控目标。

3.在高排放情景下，人类可能无法实现“升温不超过2℃”的目标。

4.到2011年，人类已经累积排放了515[445～585]GtC（约合1890 [1630～2150]GtCO2），未来留给人类的碳排放空间极其有

限。因此，未来要实现“升温不超过2℃”的目标，需要全

世界共同努力，大幅度减少温室气体排放。

首次给出了2℃条件下的累计排放！！！2011年中国国内生产总值约占全球10%，但一次能源消费总量达到了34.8亿吨标准煤，约占全球能源消费总量的20%，世界第一；与能源有关的CO2排放约占全球排放总量的1/4，比美国高30%，世界第一；据统计，世界能源消费总增量的45%以上来自我国，其中煤炭增量占世界总增量的75%以上，石油进口增量占世界国际贸易总增量的近60%。为满足用能需求，我国煤炭生产量已远远超过科学产能的规模，石油进口量达到2.5亿吨，对外依存度达到56%。2011年碳排放CASCMA2012年全球CO2排放为356亿吨。2012年估计增加的2.6%碳排放，使全球化石燃料燃烧排放比KP设定的基线年1990年增加了58%。2012年碳排放：中国28%，美国16%，欧盟11%，印度7%。 相对2011年，中国、印度的排放分别增加9.9%和7.5%，美国和欧盟则分别下降1.8%和2.8%。2012年人均年排放量：美国17.2吨，欧盟已降至7.3吨，中国6.6吨，印度1.8吨。2012年碳排放CASCMA

鉴于我国煤炭资源禀赋，即使改造提升、加快天然气、核能、

可再生能源开发，这一禀赋短期很难改变！

如继续容忍煤炭的非科学产能，则难以实现安全生产，还导致

水资源破坏、生态失衡、环境污染和土地沉降等诸多难题。

化石能源增加温室气体（CO2）排放、也同步增加SO2、NOx 和微粒（PM10，PM2.5）排放，加剧气候变暖，同时污染环

境，危害人体健康，长期还可能影响社会稳定！保护环境

=保护气候“消灭”雾霾！碳排放：环境污染和温室气体排放

降温和升温

选择？？？2月20日起，华北、黄淮等地持续的雾、霾天气再次成为公众和媒体关注焦点。北京中国的雾霾天津中国的雾霾石家庄中国的雾霾济南中国的雾霾

民众抱怨，对环境恶化有意见；政府备受困扰：产业升级、淘汰落后产能一直在做，为什么污染还越来越重呢???中国的雾霾2013年初，清华大学一项健康风险研究显示，早在2010年，中国的空气污染就导致了123.4万人过早死亡（柳叶刀发文称是30多万人）。

世界卫生组织(WHO)2014年3月25日发布的最新数据显示，2012年全球因空气污染导致的各类疾病死亡约700万人。

这一发现表明空气污染和心脏病、呼吸系统疾病以及癌症之间存在关联。 WHO称，这相当于全球每8个死亡病例中，就有1名由空气污染导致。空气污染成为世界上最大的单一健康环境风险

大约330万人死于室内空气污染，260万人死于户外空气污染约600万死亡案例出现在东南亚和西太平洋地区

除诱发呼吸道疾病外，空气污染还与中风、缺血性心脏病等心血管疾病及癌症有关。由室外空气污染引发的死亡案例中，最终死于中风和缺血性心脏病的人数各占40％，慢性阻塞性肺病占11％，肺癌占6％；室内空气污染方面，诱发中风而死亡的人数占34％，诱发缺血性心脏病而死亡的人数占26％。CASCMA

能源种类H（原子数）C（原子数）SO2、NOx、PMx

薪柴 1 10 很高煤炭12 很高

石油2 1低

天然气 4 1低不同能源化学结构中的碳氢比例（每个分子包含的氢原子数和碳原子数）

能源燃烧实际是燃烧氢原子释出能量和分离碳原子的过程，氧原子助燃氢原子后，与碳原子结合形成CO2、SO2，前者是温室气体，后者是污染物，大气中霾的“源头”之一！

保护环境=保护气候！！！能源结构调整（能源转型）就是“减碳增氢”（减煤增气）欧洲：1952年重度雾霾启动转型，历时半个世纪。目前天

然气为主要，可再生能源20%，煤15%。美国：页岩气革命使美国步入“减煤增气”快速道，气电

比

例上升，去年减排7.6亿吨CO2，排放总量回

到1995年水平。中国：一次能源煤占68%，石油18%，天然气5.3%，而

目前全球已达24%。2014年中国将居第三（

美、俄之后），但5.3%的比例是198个UN之最低。

关键是转变能源结构、提高能源效率治理雾霾是一场持久战科学和技术要做贡献科学认识大体清楚，科学研究布精兵，技术治理

是重心，社会管理常抓不懈。燃煤为主、产业结构不合理、尾气排放、飘

尘，…，

治理和就业，减排和经济，科学和技术，…

治理雾霾和减排温室气体方向一致，

一举两得！

治好雾霾30年太久、3-5年不客观，政府和全民

必须密切配合，打好持久战！

“未来地球计划”概况吴国雄CNC-FE成立大会北京友谊宾馆2014年3月19日背景与目标研究主题开展方式现状与计划46未来地球计划1.背景与目标

Toprovidetheknowledgerequiredforsocietiesintheworldtofacerisksposedbyglobalenvironmentalchangeandtoseizeopportunitiesinatransitiontoglobalsustainability.

为全世界应对全球环境变化引起的风险提供所需的知识，抓住机遇，向全球可持续性发展转变。1.背景与目标—发起单位国际科联国际社科联世界气象组织联合国环境署全球变化研究资助机构联合体联合国教科文组织联合国大学由各国基金委组成的Belmont论坛FE整合现有的全球环境变化（GlobalEnvironmentChange，GEC）各研究计划，包括原先在ESSP框架下的四大计划。四大计划之一的世界气候研究计划（WCRP）由于有不同的资助方，目前以观察员的身份加入“未来地球”计划。1.背景与目标—FE从何而来？199619861980199120012013是全球环境变化和可持续发展研究的国际合作平台。为国际社会提供面对全球变化主要挑战以及向可持续发展转变的跨学科集成研究。提倡“以解决问题为导向”的研究，为可持续发展提供理论知识和行动依据。通过协同设计研究，加强科学家、科研资助机构以及用户之间的联系。Co-Co-Co成功的关键科学家最为欠缺的能力，也是Co-Co-Co成功的另一关键交叉学科的研究方法是难点也是迫切需要的创新点1.背景与目标—区别于以往项目2、研究主题1)动态地球DynamicPlanet2)全球发展GlobalDevelopment3)向可持续发展转变

TransformationstowardsSustainability地球观测系统数据共享系统地球系统模式发展地球科学理论综合与评估能力建设与教育信息交流科学与政策的沟通与平台

八个关键交叉领域的能力DynamicPlanet动态地球StatesandTrendsApproachesandModelsCriticalZonesobservingunderstandingprojectingenvironmentsocietalsystemexplainingthresholdscoaststropicalforestspolarregionsdrivers方法与模式状态与趋势关键区GlobalDevelopment全球发展EcosystemservicesStewardshipofresourcesEquitableaccessmaterialsfisheriescleanairbiodiversityTrade-offsclimatechangefoodsecuritywateravailabilityhealthyenvironmentmining资源的管理生态系统管理平衡公平获取decisionmakingIncentives动机Transformationstowards

Sustainability向可持续发展转变InnovationandideasTransformationprocessGlobalandregionalgovernancedevelopmentoptionsassessmentofpoliciestrade-offsemergingtechnologyinternationallawregionalenforcement执行economymega-cities转变过程创新与观念全球与区域管理平衡3、开展方式：协同设计、共同实施、共享成果（Co-Co-Co）协同设计共同实施知识传播FE的参与者群体科研人员科学-社会界面投资者政府建设单位商业与工业民间协会媒体学术界、利益相关者的全程参与科技联盟：researchers,fundersandusersofknowledge科学指导+社会所需的知识传递管理联合会3、开展方式：管理架构2011.6

2012.12ESSP计划结束历时18个月的初步设计(过渡团队)2013.1临时秘书处和科学委员会成立

为期十年的“未来地球计划”（过渡秘书处管理至2014年5月）现有项目融入FE征集新项目

2022

2014.5秘书处开始运行管理委员会开始运行目前负责FE运作的是科学委员会和过渡秘书处。已经成立了科学委员，正在筹建EngagementCommittee(参与委员会，利益攸关者代表)，以及全球征集永久秘书处的承办单位。4、现状：FE的实施时间表TheTransitionTeamDisciplines,sectors,regionsforatrulynewco-designeffort59姚檀栋院士“未来地球计划”科学委员会(2013)/future-earth/who/future-earth-science-committee主席:MarkStaffordSmithfromCSIRO秦大河院士“未来地球计划”过渡参与委员会(2013)主席：RobertTonyWatson教授东英吉利大学环境科学与战略主任目前委员会由政府顾问、基金会代表、科学记者、联合国官员等组成，正在吸纳更多来自媒体、资助机构等单位的委员，尤其是女性委员。4、现状：已完成和短期内要完成的工作近期已经完成的工作：成立科学委员会（SC）成立过渡秘书处成立过渡参与委员会，正在召集更多会员全球征集永久秘书处的承办单位短期任务进一步加强FE的管理架构建设及永久秘书处网络搭建将更多的GEC项目融入FE（目前已有33个核心项目，都是原来的GEC项目）发起新的FE计划巩固FE的品牌和宣传吸引新的资源2014年计划2014年6月4-6日，召开第二次FE-SC会议，也是FE参与委员会首次会议。将重点制定FE的中期发展计划。2014年6月3日，FE将于CNC-FE召开一天的研讨会。过渡秘书处主任(任期18个月)，FransBerkhoutProfessor,Geography,King'sCollegeLondon2014年3月21日正式成立2014年6月3日FE中国国家委员会与 FESC研讨会在北京举行2014年6月4日FESC第二次全会在北

京召开……“未来地球”中国国家委员会CNC-FE参与“未来地球计划”

--几点思考秦大河提纲一二三四目标开展方式SCICitation重点领域任务分工五年度计划一、目标吸纳并有效利用FE计划的科技、人文资源，推动我国的生态文明建设。设计战略性框架，推动“未来地球计划”在中国的实施。为亚洲及世界在可持续性发展过程中遇到的类似问题提供成功案例。（1）成立国家委员会，确认我国可持续发展中亟需解决的重点领域。（2）协调国内已有研究力量、参与国际核心计划、联合申请国际FE研究项目（3）专家分组，通过共同策划、共同实施、共享成果，实现科研成果以知识的形式向利益相关者传递。二、开展方式通过召开和参加国内外会议，听取国际FE对重点领域解决方案的建议协同设计协同产出共享成果例如：截止日期为2014年4月4日、由美国NSF