政府间气候变化专业委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)于1988年由联合国环境规划署及世界气象组织共同组建,其任务是为政府决策者提供气候变化的科学基础,以使决策者认识人类对气候系统造成的危害并采取对策。IPCC先后于1990年、1995年、2001、2007和2014年完成了5次评估报告。
IPCC第一次评估报告
IPCC第一次评估报告(FAR)于1990年完成。报告指出,过去100年全球平均地面温度已经上升0.3℃~0.6℃,海平面上升10~20cm,温室气体尤其是二氧化碳由工业革命(1750—1800年)时候的230ml/m3上升到353ml/m3。如果不对温室气体的排放加以控制,到2025—2050年间,大气温室气体浓度将增加一倍左右,全球平均温度到2025年将比1990年之前升高l℃左右,到21世纪末将升高3℃左右(比工业化前高4℃左右)。海平面高度到2030年将升高20cm,到21世纪末升高65cm。报告同时指出,预测中有很多不确定性,特别是气温变幅、时间,以及区域分布等。根据上述气候变化情景,评估了未来气候变化对农业、林业、自然地球生态系统、水文和水资源、海洋与海岸带、人类居住环境、能源、
运输和工业各部门、人类健康和大气质量以及季节性雪盖、冰和多年冻土层的影响,并初步提出了针对上述气候变化的响应对策。
IPCC第一次评估报告(IPCC,1990)主要采用不同复杂程度的大气—海洋—陆面耦合模式(CGCM)对未来气候变化进行预测,研究大气CO2加倍情况下平衡态(即突然把CO2含量增加到工业化之前的2倍,然后积分到平衡态)的模拟结果,包括气候变化的全球和区域特征。模拟结果表明,未来50~100年全球平均增温1.5℃~3.5℃。
1992年又编写了第一次评估报告的补充报告,进一步给出了4个海气耦合模式(AOGCM)在CO2以每年增加1%、在第70年左右加倍的瞬变态模拟结果,所预测的全球平均增温值比平衡态模拟略有减少。
IPCC第二次评估报告
第二次评估报告(SAR,1996)的一个重要的目的是为解释联合国气候变化框架公约第二条提供科学技术信息。报告的主要新成果表现在四方面:①模式预测除考虑了二氧化碳浓度增加外,还考虑了今后气溶胶浓度增长的作用(冷却作用)。结果表明,相对于1990年,2100年的全球平均温度将上升2℃,其范围在1℃~3.5℃之间;海平面从1990年到2100年,预测将上升50cm,其可能变化范围在15~95cm之间,并且温度升高会加速水循环,使一些地区出现更加严重的洪涝干旱灾害,而另一些地区的灾害可能会有所减轻。②人类健康、陆地和水生生态系统和社会经济系统对气候变化的程度和速度是敏感的,其不利影响有一些是不可逆的,而又有一些影响是有利的,因此社会的各个不同部分会遇到不同的变化,其适应气候变化的需求也不一样。③提出了使大气温室气体浓度稳定的方法和可能措施。④提出了公平
问题是制定气候变化
政策、公约及实现可持续性发展的一个重要方面。
报告还汇总了全球范围内气候变化对水文和水资源管理的影响,指出:①降水总量、频率、强度的变化能够直接影响径流量的大小、时间和洪涝与干旱的强度,但具体区域的影响程度尚不确定。②由于气候条件对蒸散和土壤湿度的非线性影响,尽管温度和降水出现较小的变化,但可能导致径流较大的变化幅度,特别是一些干旱和半干旱地区。③在高纬度地区,由于降水增加会出现径流增多,低纬度地区由于蒸散增加、降水减少的综合效应,径流量会出现减少。较强降水不仅增加径流,而且会增大洪涝灾害的风险。气候增温通过减少降雪的比例,从而减少春季径流。气候变化情景下,由于未来淡水供需不确定性的增加,将对社会经济等诸方面产生一定的影响。
在IPCC第二次评估报告中使用了更为广泛的全球耦合气候模式,CO2以每年1%的量值增加,直到达到工业化之前的2倍值,其中2个全球耦合模式还包括了硫化物气溶胶的直接影响。这是气候模式第一次在比较真实强迫情况下运行CO2增温效应和气溶胶冷却效应的直接影响,模拟了过去并预估了未来的气候情势。其结果发现,由CO2的增温作用和硫化物气溶胶的冷却作用情况下的历史模拟结果与20世纪气候变化特征的观测结果更为吻合。相对于20世纪90年代,21世纪中期增温约1.5℃左右。为了更全面地分析强迫情景的范围和气候敏感性的不确定性,使用了一个简单气候模式,分析了低排放、高排放等多种情景下的气候变化情景,结果表明,21世纪末,全球变暖的极值范围为1℃~4.5℃。当加入IS92排放情景中给定的人为气溶胶的可能影响后,增温范围为1℃~3.5℃。
IPCC第三次评估报告
第三次评估报告(TAR)于2001年完成,该报告的主要结果包括以下方面:
(1)近百年温度上升的范围是0.4℃~0.8℃,比第二次评估报告中的值提高0.1℃,卫星和探空资料也证实了这种变暖的一致性。这种变暖值是近千年甚至近万年最显著的。20世纪海平面上升了10~20cm,极端气候事件(暴雨、干旱等)有一定增加的趋势,可能与全球变暖有关。21世纪全球平均气温将继续上升,预测达到2.5℃,可能范围为1.4℃~5.8℃。这个结果与第一和第二次评估报告的结果没有太大差别。海平面上升预测为0.1~0.9m。
(2)综合了气候变化对自然和人类系统的影响及其脆弱性。气候变化对河川径流的影响主要取决于未来的气候情景,特别是降水的预测结果。对多数气候情景,较为一致的结论是:高纬度地区和东南亚地区,年平均径流量将增加,而在中亚、地中海近邻区、非洲南部和澳洲将减少,然而,不同模型所预测的变化程度不同。在其他地区,由于对降水和蒸发预测结果存在差异,而且蒸发可以抵消降水的增加,因此,预测的河川径流的变化尚无一致的结论。另外,在流域范围内,气候变化的影响随流域的自然特性和植被的不同而变化。
(3)提出了减缓措施和对策建议,特别是限制或减少温室气体排放和增加“汇”的对策;减缓行动的内容、规模和时间依赖于社会、经济与技术发展水平,温室气体排放水平和大气温室气体浓度稳定的可能水平等。IPCC的第三次评估报告中采用了新的排放情景(SRESA1,A2,B1,B2),利用改进的更复杂的海气耦合模式和简化的海气耦合模式重新对未来100年气候变化进行预测。结果表明:21世纪温度变化范围为1.4℃~5.8℃。在这次评估中使用了约20个AOGCM模式,由于减少了模式预测的不确定性,使对21世纪可能的气候变化预测置信水平得到提高。
IPCC第四次评估报告
2007年IPCC正式发布第四次评估报告(AR4)。本次评估报告是在过去完成的三次评估报告基础上,同时吸纳了近期(2001~2006年)的最新研究成果而完成的。主要对气候变化预估和不确定性问题进行深入研究。第四次评估报告与以往评估报告相比更突出了气候系统的变化,阐述了当前对气候变化主要原因、气候系统多圈层观测事实和这些变化的多种过程及归因。
在发布的《气候变化2007:自然科学基础》的决策者摘要中指出:①1750年以来,由于人类活动的影响,全球大气中CO2、CH4和N2O浓度显著增加,其中,CO2浓度已从工业化前约280ml/m3增加到了2005年的379ml/m3;②最近100年(1906~2005年)全球平均地表温度上升了0.56℃~0.92℃,比2001年第三次评估报告给出的100年(1901~2000年)上升0.4℃~0.8℃有所提高;③1961年以来的观测结果表明,全球海洋温度的增加已延伸到至少3000m深度,20世纪全球海平面上升约0.17m。基于观测事实,通过综合分析,得到了一些新的重要结论:①太阳辐射变化对当代气候变暖的影响不是最重要的因素,②观测到的全球变暖与城市热岛效应关系不大,③人类活动是全球变暖的主要原因。在《气候变化2007:影响、适应性、脆弱性》的决策者摘要中指出:①21世纪中叶,在高纬度地区和湿热地区年径流量将增加10%~40%;在中纬度地区的干旱区年径流量将减少10%~30%,这些干热区将面临着严重的用水压力。②干旱影响区的范围将进一步扩大,同时,暴雨发生频率增加,洪涝风险增大。③冰川和雪盖储水量减少。
第四次评价报告中的模拟结果表明:即使所有辐射强迫因子都保持在2000年水平,由于海洋的缓慢响应,未来20年仍有每10年约0.1℃的进一步增暖。如果排放处于SRES各情景范围之内,则增暖幅度预计将是其的两倍,即每10年升高0.2℃,上述均不考虑气候政策的干预。由于在1990年IPCC第一次评估报告中对1990—2005年全球平均温度变化的预估结果为每10年升高0.15℃~0.3℃,与实际观测结果每10年约增加0.2℃比较接近,因此有理由相信这次对近期预估结果的可靠度。以等于或高于当前的速率持续排放温室气体,会导致全球进一步增暖,并引发21世纪全球气候系统的许多变化,这些变化将很可能大于20世纪的观测结果。预测结果表明:①21世纪末全球平均地表气温可能升高1.1℃~6.4℃(6种SRES情景,与1980—1999年相比);②相对于1980—1999年的平均水平,6个SRES排放情景下21世纪末全球平均海平面上升幅度预估范围是0.18~0.59m。
IPCC第五次评估报告
2013年,IPCC第五次评估-第一工作组发布了报告《气候变化2013:自然科学基础》,并指出,气候系统的暖化是毋庸置疑的,自1950年以来,气候系统观测到的许多变化是过去几十年甚至千年以来史无前例的,人类活动极有可能是20世纪中期以来全球气候变暖的主要原因,可能性在95%以上。1880年到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年到2012年平均温度比1850年到1900年平均温度上升了0.78℃。在过去一个世纪里,全球的海平面已经上升了19厘米,这主要是由于冰层融化和海水因为温度升高而膨胀。在1993-2010年间,海平面上升的速度是1901-2010年间的两倍。现在,全球66%地区的海平面将比1986-2005年间的高出0.29-0.82米,比2007年的预期范围(0.18-0.59米)高。
报告称,目前,大气中二氧化碳、甲烷和一氧化氮等温室气体的浓度已上升到过去80万年来的最高水平。自前工业时代(1850年到1900年)以来,二氧化碳浓度已经增加了40%,主要来自于化石燃料的排放量,其次,则来自土地的开发利用。根据该报告,2007年时的报告严重低估了中国的
碳排放增长量。科学家提醒,如果没有积极有效的温室气体排放政策,到21世纪末,全球气温将比前工业时代至少上升1.5℃。
该报告还明确指出:人类对气候系统的影响是明确的,21世纪末期及以后时期的全球平均地表变暖主要取决于累积CO2排放,即使停止了CO2的排放,气候变化的许多方面仍将持续许多世纪。这表明,过去、现在和将来的CO2 排放产生了长大多个世纪的气候变化持续性。
2014年11月2日,IPCC在丹麦哥本哈根发布了IPCC第五次评估报告的《综合报告》,指出人类对气候系统的影响是明确的,而且这种影响在不断增强,在世界各个大洲都已观测到种种影响。如果任其发展,气候变化将会增强对人类和生态系统造成严重、普遍和不可逆转影响的可能性。然而,当前有适应气候变化的办法,而实施严格的减缓活动可确保将气候变化的影响保持在可管理的范围内,从而可创造更美好、更可持续的未来。
《综合报告》确认世界各地都在发生气候变化,而气候系统变暖是毋庸置疑的。自20世纪50年代以来,许多观测到的变化在几十年乃至上千年时间里都是前所未有的。相比之前的评估报告,本报告更为肯定地指出一项事实,即温室气体排放以及其他人为驱动因子已成为自20世纪中期以来气候变暖的主要原因。
近几十年,在各大洲和各个海域都已显现出气候变化的影响。破坏气候的人类活动越多,其产生的风险也就越大。报告指出,持续排放温室气体将导致气候系统的所有组成部分进一步变暖并发生持久的变化,还会使对社会各阶层和自然世界产生广泛而深刻影响的可能性随之增加。
《综合报告》明确证实,鉴于最不发达国家和脆弱群体的应对能力有限,很多风险会给其带来特定的挑战。在社会、经济、文化、制度或其他方面被边缘化的人们特别容易受到气候变化的影响。
但仅靠适应是不够的。大幅和持续减少温室气体排放是限制气候变化风险的核心。此外,由于减缓措施可降低升温的速率和幅度,因而其也可为适应特定水平的气候变化争取更多的时间,有可能是几十年。
《综合报告》指出,当前有多种减缓途径可促使在未来几十年实现大幅
减排,大幅减排是将升温限制至2℃所必需的,现在实现这一目标的机会大于66%。然而,如果将额外的减缓拖延至2030年,到21世纪末要限制升温相对于工业化前水平低于2℃,将大幅增加与其相关的技术、经济、社会和体制挑战。虽然对减缓的成本估算各不相同,但全球经济增长不会受到很大的影响。在正常情景中,21世纪的消费(可体现经济增长)每年增长率为 1.6%至3%。大刀阔斧的减排也只会将其减低约0.06%。
据悉,IPCC第五次评估报告由800多名科学家参与编写,在过去14个月公诸于世的分别是《自然科学基础》《影响、适应和脆弱性》以及《减缓气候变化》。而《综合报告》是对这些报告成果的提炼和综合,这也使其成为有史以来最全面的气候变化评估报告。