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从太空看地球

乐动体育app苹果j分析:政府间气候变化专门委员会(IPCC)的新报告对全球气温何时会超过1.5摄氏度和2摄氏度给出了什么看法

泽克·豪斯父亲

10.08.2021 | 5:53pm
联合国政府间气候变化专门委员会 乐动体育app苹果j分析:政府间气候变化专门委员会(IPCC)的新报告对全球气温何时会超过1.5摄氏度和2摄氏度给出了什么看法

政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次评估报告(AR6)是IPCC第一次专门关注世界何时可能超过1.5摄氏度和2摄氏度变暖水平的重大审查。

AR6综合使用了历史观测、气候模型和更新估计根据未来排放情景,提供2030年至2035年间世界将超过——或暂时“达到”——1.5摄氏度的最佳估计。

即使在报告中研究的最严格的缓解方案——SSP1-1.9——中,世界在21世纪中叶的大多数模型中都超过了1.5摄氏度,到2100年由于大规模部署核武器而回落到1.5摄氏度以下负排放技术(有关第六次评估报告中使用的共享社会经济路径的详细信息,请参阅乐动体育下载app碳短暂的讲解员).

预计全球气温将超过1.5摄氏度的日期处于IPCC 2018年报告第一章所建议的“范围的早期部分”关于1.5C的特别报告(SR15),由于组合历史温度记录的修订以及更高的近期变暖预测。然而,在SR15报告的第2章中发现的一个单独的、更直接的可比估计几乎与新的AR6估计相同。

预计世界将在2010年超过2摄氏度排放场景这并不具有强大的短期缓解能力,最佳估计为20世纪40年代初至20世纪50年代初之间。这些——以及1.5摄氏度的超标日期——与早期碳简要分析乐动体育下载app乐动体育app苹果j出版于2020年末。

AR6还更新了剩余的“碳预算“在全球变暖到1.5摄氏度或2摄氏度之前,就可以排放出这种气体。

有50%几率将变暖限制在1.5摄氏度的碳预算与此相当在SR15报告中给出.该报告显示,在2021年1月1日之后,全球在承诺排放1.5摄氏度之前,可排放约4600亿吨二氧化碳(GtCO2),或仅相当于目前(2020年)11.5年的排放量。

将全球变暖限制在1.5摄氏度(有66%的可能性)的碳预算因气候变化而略有增加窄的范围气候敏感性在AR6中,将变暖限制在2摄氏度的剩余碳预算也受到了类似的影响。

此外,该报告还引入了新的碳预算,用于将变暖限制在1.7摄氏度,以及限制在概率较高(83%)或较低(17%)的每种温度。

这个窄的范围与过去的IPCC报告相比,AR6未来预计的变暖趋势——再加上过去几年更多的历史观察——提供了一种更好的感觉,即何时可能超过这些重要的变暖水平。

世界何时会超过1.5摄氏度?

AR6在一定程度上关注了相对于前工业化时期,世界何时可能超过1.5摄氏度和2摄氏度的变暖水平。作者认为,在没有快速减排的情况下,世界有可能在21世纪30年代初超过1.5摄氏度。这是报告中报告的2030-52年范围的最早部分SR15摘要为决策者(SPM)。

1.5摄氏度和2摄氏度的变暖水平值得注意,部分原因是它们反映了《气候变化框架》中设定的目标巴黎协定. 然而,巴黎的目标具体指的是本世纪末的气候变暖结果,因此ssp1 - 1.9在通过大规模部署负排放降低温度之前,在本世纪中叶超过1.5摄氏度——名义上符合巴黎目标,即使在21世纪可能超过1.5摄氏度。

(见乐动体育下载app的IPCC报告的问答,以介绍IPCC所使用的情景,或乐动体育下载app的解释。)

计算世界何时超过某一特定温度阈值并非易事。任何一年的全球平均表面温度都是由长期变暖和短期自然变化共同驱动的。后者是由厄尔尼诺和拉尼娜事件火山爆发——可能导致全年气温比长期轨道上升或下降0.2摄氏度人为变暖.这意味着,人类很有可能只让全球变暖了1.3摄氏度——仅略高于今天的水平——而且有一年超过1.5摄氏度。事实上,世界气象组织估计的去年,世界有四分之一的可能性在2025年至少一年内超过1.5摄氏度。

国际社会的研究人员和政策制定者更关心的是人类长期造成的变暖的影响,而不是短期的自然变化。正因为如此,超过1.5摄氏度和2摄氏度的限制已经通常被定义基于多年的平均而不是单一的一年,尽管没有明确的一致同意的方法。

为了避免过度解释短期变化的问题,AR6的作者计算了平均气温达到1.5摄氏度(或2摄氏度)以上的20年期间工业化前的水平

例如,在SSP2-4.5情景中,他们发现2021-40年是平均气温最有可能超过1.5摄氏度的前20年。这配方有点混乱,为了简化(相比其他方法)碳短暂使用20年的中点(例如,2030年对于2021 - 40)作为可能的长期平均温度超过1.5 c,后AR6第4章中所使用的方法。乐动体育下载app这通常可以很好地估计可能超出的年份,但如果在20年期间变暖的速度发生显著变化(例如,在非常高的排放情景下),则可能略有偏差。

两者SR15报告和一个2020年乐动体育app苹果j分析Car乐动体育下载appbon Brief采用了一种有点不同的方法;这些方法不是看20年的平均值,而是先对数据进行平滑处理,去除短期温度变化,然后再计算可能的超过年份。乐动体育下载appCarbon Brief使用了新的CMIP6模型而SR15的第1章评估只是将历史变暖趋势和不确定性推到未来。另一方面,AR6使用它自己的评估范围变暖基于CMIP6模型的观测和气候敏感性估算。

SR15报告实际上包括了两项关于全球气温何时可能超过1.5摄氏度的独立评估。第一章报告的第二部分指出,2030年至2052年间,世界气温将超过1.5摄氏度,并补充说,有更有力的证据支持这一范围的早期部分。

第一章的文本没有给出一个中心估计,但包含了一个数字,表明全球气温将在2040年左右超过1.5摄氏度。这是基于(当时)每十年0.2摄氏度的历史变暖趋势的假设。

然而,该值低估了最近观察到的两种变暖趋势(部分原因是对观测温度记录的修正自SR15发布以来的几年中,该值低于SR15报告(以及新AR6)中评估的大多数情景中的短期变暖预测值。

此外,深在第二章补充材料对SR15报告的估计(见表2)。SM.12), 1.5摄氏度的低超调情景(类似于SSP1-1.9情景)将在2035年左右超过1.5摄氏度。报告指出,远低于2摄氏度的情景(类似于SSP2-2.6)将在2033年左右超过1.5摄氏度。这些数值与IPCC新报告中的最佳估计几乎相同,但由于它们没有在主要文本中突出显示,这在当时没有被广泛理解。

下图显示了主要的SR15投影1.5C超标时间(灰色条),以及每个新的AR6可能超标年份(和不确定性范围)SSP情节。此外乐动体育下载app碳简报的估计全球气温何时会超过1.5摄氏度的问题与IPCC的最新预测一并显示,以作比较。

超过1.5摄氏度的可能范围
可能超过1.5C的范围从第一章第二章政府间气候变化专门委员会SR15报告(分别是灰色条形和圆点),以及AR6和乐动体育下载app超出每项特别服务计划的年度估计。点代表中心估计值(可用时),而条形代表极有可能(5-95%)的范围。AR6中的20年平均周期通过取范围的中点转换为预期的超出年份。请注意,延伸到图顶部的条形图表示不确定性范围内的结果从不超过1.5C的情况。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

新的AR6值明显处于SR15第1章给出的范围的最早部分。AR6估计,在中等排放情景(SSP2-4.5)下,世界将在2030年左右超过1.5摄氏度,而SR15给出了2030-52摄氏度的范围。

然而,如上所述,AR6数字与SR15第2章补充材料中的数字一致。更广泛地说,AR6在所有被检查的模型中发现了2027-35年的最佳估计超标年份,尽管每个模型都有很大的不确定性范围。在没有快速缓解的情况下,世界很可能在2027-2025年超过1.5摄氏度最晚在20世纪30年代末(SSP5-8.5)或20世纪40年代中期(SSP2-4.5)。

新的AR6中心对世界气温何时可能超过1.5摄氏度的估计与碳简报大致相当乐动体育下载app2020年乐动体育app苹果j分析尽管总的来说,这比美国早了几年。更重要的是,AR6的不确定性范围要大得多,这表明长期平均气温可能最早在2020年或2021年超过1.5摄氏度。

然而,考虑到今天的观测温度,这么早超过1.5摄氏度是不太可能的结果。这些早期潜在超差日期很可能是1995-2014年标准化期之后的模型-观测不匹配的人为产物,在这期间模型和观测在AR6中是匹配的。乐动体育下载app碳短暂的早期分析乐动体育app苹果j相比之下,使用了2020年以后的模型预测,这是基于对该地区的最佳估计人类对气候变暖的贡献

跨越2摄氏度

除了超过1.5摄氏度的年份外,AR6报告还提供了与前工业化水平相比,世界何时可能超过2摄氏度变暖的估计。下图显示了预计通过2C的每个单一共享平台情景,以及碳简报自己的估算。请注意,SSP1-1.9和SSP2-2.6被排除在外,因为在这些情况下,大多数型号的温度不太可能超过2C。乐动体育下载app

在AR6和碳简报的2020年分析中,2C可能超过年份的范围乐动体育下载app乐动体育app苹果j
在AR6和碳简报的2020年分析中,2C可能超过年份的范围。乐动体育下载app乐动体育app苹果j点代表中心估计值(可用时),而条形代表极有可能(5-95%)的范围。AR6中的20年平均周期通过取范围的中点转换为预期的超出年份。图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

AR6发现,在适度缓解SSP2-4.5情景下,2052年前后世界可能超过2C,范围为2037年至2084年。对于高排放SSP3-7.0情景,世界可能在2046年左右超过2C(范围为2035-2062),而在极高排放SSP5-8.5情景下,则是2041年(范围为2032-2053)。

除了SSP2-4.5和SSP3-7.0中更大范围的后期可能超标日期外,这些值实际上与乐动体育下载appCarbon Brief的早期估计值相同。这可能反映了Carbon Brief使用的未加权CMIP6模型与AR6中评估的升温范围之间的差异。

新的第六次评估报告的结果很清楚:即使在SSP1-1.9和SSP1-2.6的快速缓解情景下,最准确的估计是,到本世纪30年代,全球气温将超过1.5摄氏度。然而,在这些情景下,世界气温仍有可能不会超过1.5摄氏度,特别是在SSP1-1.9情景下,如果气候对二氧化碳和其他温室气体排放的敏感性处于AR6报告评估的范围的下限。

在SSP1-1.9的情况下,最好的估计是,世界将在二十一世纪中旬超过1.5摄氏度——相对于工业前水平,1.6摄氏度变暖——在广泛使用负排放技术之前,温度下降到2100℃以下。

在这两种深度缓解方案中,全球变暖不太可能超过2摄氏度。然而,在其他三种情况下,最好的估计是,从2040年代初到2050年代初,世界将超过2摄氏度。

更新剩余的碳预算

世界将在哪一年超过1.5摄氏度和2摄氏度的变暖水平,这是一个与剩余碳预算相关但又有点不同的问题。

碳预算如果世界希望将全球变暖限制在1.5摄氏度等水平,这是一种衡量仍可进入大气的最大排放量的简化方法。它们是基于这样一个事实,即将要发生的变暖量可能是近似按二氧化碳总排放量(即累积排放量)计算。

但实际上,碳预算掩盖了许多复杂性。由于全球变暖已经达到了1.5摄氏度,剩余预算相对较小,因此对所采用的方法相当敏感。与2013-2014年IPCC第五次评估报告(AR5)中的报告相比,2018年SR15报告大幅扩大了碳预算。这主要是由于使用了观察而不是气候模型预测来估计历史变暖;有关更多技术细节,请参见此乐动体育下载app碳简要分析乐动体育app苹果j

AR6采用与SR15大致相似的方法(第二章)对剩余预算进行计算,一般得到类似的结果。下图显示了截至2021年1月1日,SR15和AR6有50%和66%的机会避免比前工业化水平高出1.5摄氏度以上的变暖的剩余碳预算。

这些是通过减去观测到的全球排放量计算出来的全球碳项目),并从AR6预算(提供从2020年开始的预算)中减去2020年观测到的排放量。

剩下的碳预算有50%和66%的机会避免超过1.5摄氏度的升温
到2021年1月1日,剩余的碳预算有50%和66%的机会避免升温超过1.5摄氏度。公布的预算已经根据观测到的二氧化碳排放量进行了调整全球碳项目.图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

SR15和AR6都表明,在1.5摄氏度的预算中,世界上还有大约460亿吨二氧化碳,可以避免50%的可能性。这意味着,剩余的碳预算将在当前(2020)排放的11.5年之内完全耗尽——如果全球排放在2021年反弹(如预期),且在未来10年不减少,则将少于这一数字。例如,如果排放量继续保持在2019年的水平,碳预算将在10.7年耗尽。这将导致全球气温在2031年左右上升1.5摄氏度——这与上文讨论的AR6中发现的最佳预测日期非常相似。

AR6报告说,有66%的几率将全球变暖限制在1.5摄氏度,世界剩余碳预算为360GtCO2——相当于目前9年的排放量。

这比SR15的295 GTCO2的碳预算显著增加。这一增加的碳预算有66%的规避机会,反映了对累积碳排放的短暂气候响应较小(TCRE)AR6报告中计算的值(1C至2.3C/1000千兆吨碳–GtC)比SR15中计算的值(0.8C至2.5C/1000千兆吨碳)小,这是由于AR6中的气候敏感性估计值较窄所致。该TCRE修订不影响50%的回避机会,因为TCRE的最佳估计值为每1000GTC 1.65C。

方法上的变化

在第6次评估报告的碳预算计算中更新了其他一些重要元素。

第一更新温度记录比SR15报告中假设的更接近1.5摄氏度,在所有条件相同的情况下,将导致更低的碳预算。然而,在SR15的报告中,全球地表空气温度(GSAT)被假定比全球平均地表温度(GMST)变暖更快,导致碳收支更小。

GMST是讨论基于观察的历史记录时使用的标准度量。它是根据气象站的陆地表面空气温度和利用浮标和船只测量的海洋表面温度组合而成的。它与气候模型通常使用的GSAT略有不同。它也是基于陆地表面的空气温度,但这是结合了海水上方空气的温度,而不是海水本身。)

AR6——基于最近的研究——为这一假设找到了更为有限的证据,并且没有假设GSAT和GMST之间存在任何差异。这一变化在很大程度上抵消了与更新温度记录相关的碳预算减少,导致50%的避免预算几乎与SR15相同。

SR15报告指出,地球系统的反馈——例如永久冻土融化–可能导致本世纪剩余碳预算减少高达100GtCO2–这些都不包括在剩余碳预算数字中。AR6将地球系统反馈的估计值降低至26GtCO2(尽管不确定度为±97GtCO2),并将这些反馈纳入其碳预算数字中——同时承认仍然存在低信心在这些估计的精确程度上。

2C的碳预算

除了1.5摄氏度的剩余碳预算,SR15和AR6都提供了2C的碳预算。从2021年开始计算,如下图所示。

剩余的碳预算有50%和66%的机会避免超过2摄氏度的升温
截至2021年1月1日,剩余碳预算有50%和66%的机会避免2摄氏度以上的变暖。已发布的预算已使用观测到的全球碳项目.图表由Carbon乐动体育下载app Brief使用海图

与SR15相比,AR6略微降低了剩余碳预算,有50%的机会避免2C——从1375GTCO2(或当前34年的排放量)降至1310

GtCO2(或33年的当前排放量)。这表明,如果目前的排放继续下去,世界将在2053年左右耗尽其剩余的2摄氏度碳预算——这与前面讨论的适度缓解SSP2-4.5情景中的2052年超出年份非常相似。

为了66%的机会避免2摄氏度的变暖——这是《巴黎协定》将变暖限制在远低于2摄氏度的目标的通常解释——AR6将剩余的碳预算从1045gtco2(当前26年的排放)略微增加到1110 gtco2(当前28年的排放)。这反映了与SR15报告相比,AR6中更新的tre值。

总的来说,尽管用于计算超期年份的模型和用于计算碳预算的方法有了显著的更新,但第六次评估报告中报告的超期年份和碳预算的值都与第15次评估报告中报告的值相似。2030年左右的AR6超出估计是SR15第1章报告的范围中最早的一部分,但与SR15补充材料中报告的值非常相似。

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