地球气候敏感度研究的现状和未来

摘要：

气候敏感度是指在给定大气二氧化碳(CO2)浓度或排放下,相对工业化前地球表面温度的变化,它是描述温室气体增加与气候变暖关系的一个基本物理要素,具体的表征方式包括平衡气候敏感度(ECS)、瞬变气候响应(TCR)和对累积CO2排放的瞬变气候响应(TCRE)等,每种表征方式刻画的是温室气体增加与气候变暖关系的不同侧面.在概述气候敏感度基本概念和定义的基础上,系统总结了关于影响气候敏感度的关键物理过程、估算气候敏感度的方法等方面的研究进展,主要结论如下:1)基于多种证据源,最新评估ECS的可能范围(概率大于66％,下同)为2.5～4.0℃,TCR为1.4～2.2℃,TCRE为1.0～2.3℃/1000 Pg C,不确定性较此前显著减小;2)影响气候敏感度的重要反馈过程包括黑体辐射反馈、水汽反馈、温度递减率反馈、冰雪反照率反馈、云反馈、生物地球物理反馈,以及非CO2的生物地球化学反馈,其中云反馈仍是气候敏感度不确定性的最大来源(0.12～0.72 W/(m2.℃)),能够解释总反馈中超过60％的方差,生物物理反馈和非CO2生物地球化学反馈次之(-0.16～0.14 W/(m2·℃));3)气候敏感度估算准确性的提高主要受益于4个方面的进展,包括对物理过程的理解、器测资料揭示的气候变化和变率信息、古气候证据和涌现约束技术,其中古气候记录和古气候模拟开始在气候敏感度研究中发挥重要作用,在估算气候反馈和气候敏感度时考虑了不同古气候的冷暖状态和地表增暖型的影响.在此基础上,阐述了气候敏感度不确定性对气候模拟、预估和《巴黎协定》温控目标下的未来碳排放空间估算的影响.最后,对未来亟待加强的研究方向进行了讨论,从6个方面提出通过加强不同学科方向间、观测-理论-模拟研究手段间、古气候与现代气候研究领域间以及气候变化预估与影响评价领域间的合作,推动气候敏感度及其影响研究.

关键词：气候敏感度、气候反馈、气候模拟、古气候、气候预估

所属期刊栏目：43

分类号：P46(气候学)

资助基金：国家自然科学基金;中国科学院王宽诚率先人才计划产研人才扶持项目

在线出版日期：2023-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共21页

页码：604-624