新出现的气候风险以及如何将全球变暖限制在 2.0°C？

这篇文章是 ISC 的一部分 变换21 系列，将探讨知识和行动的状态，距离《巴黎协定》已有五年，也是可持续发展行动的关键一年。这篇文章首先由世界气候研究计划 (WCRP).

WCRP、IPCC 和未来地球在 COP26 上主持了一次联合会议，讨论了升温 1.5°C 的风险和后果，以及可以指导决策者和利益相关者的可能转型途径。所有发言者都被要求为我们的研究界确定最多五项优先行动和/或挑战，这些行动和/或挑战是关于向低碳社会过渡并将变暖限制在远低于 2°C 的范围内。这是对这些科学挑战、科学差距和一些需要采取的行动的总结。

在这里观看会议：

一、概述

人为气候变化带来了许多重大挑战和风险，几乎影响到地球生命的方方面面。干旱、大雨和洪水、热浪、极端火灾天气和沿海洪水的频率和强度已经在增加。这些气候变化的规模以及由此产生的风险和影响随着变暖的每一次增加而增加，影响到全世界数百万人，尤其是面临粮食和水安全风险的最贫困人口；威胁若干可持续发展目标 (SDG) 的生态系统健康和生物多样性。

为了减少此类威胁，COP21 巴黎协议旨在将全球变暖限制在比工业化前温度高出 2°C 以下，并努力将变暖限制在 1.5°C。鉴于 CO 的累积效应₂ 全球变暖的排放量，以及少量剩余碳预算，这需要显着减少所有人为气候因素的排放量，尤其是化石二氧化碳₂，在未来十年。最终，要实现这一目标，需要到 2050 年实现温室气体净零排放。

鉴于当前的政策和更新的国家自主贡献，与 50% 或 67% 的机会将升温限制在 1.5°C 相关的剩余碳预算似乎越来越有可能在 2030 年代耗尽，从而导致超过 1.5°C目标。减排的任何延迟都会使地球面临更大的全球变暖以及更强烈和更频繁的天气和气候极端事件的风险。保持在 2.0°C 以下需要前所未有的转变，包括进一步减少残留 CO₂ 排放和去除过量二氧化碳的可持续方法₂ 从大气中。将需要去除二氧化碳的负排放技术，但仍存在有关所需规模、可行性、成本以及权衡的问题，特别是在与陆基选择相关时。

2. 关键科学挑战

2.1 提高对整个地球系统的过程理解——跨越所有尺度，包括人类（社会）系统和气候风险

研究以增加我们对发生可能性低但具有潜在破坏性影响的罕见复合事件的理解（在全球范围内）. 观察、过程研究和适合用途的模型都需要了解和模拟罕见的极端事件（例如影响对全球食品市场至关重要的多个区域的危险热阈值）；一连串的事件；以及内部变率和自然气候驱动因素之间相互作用的影响。

提高评估气候风险的能力。 更好地量化来自低概率、高影响事件的风险；严重复合灾害和大规模极端事件；和临界点，例如由于森林枯死或永久冻土突然解冻、冰架/冰盖崩塌、制度转变和生物群落崩塌导致的大规模碳释放，所有这些都需要在我们的地球系统模型中更好地整合相互作用、反馈和弹性，包括系统组件的动力学见海洋、陆地、大气、生物圈和冰冻圈以及人类系统。

加速南极气候科学的进展： 特别是与南极海冰和冰架有关，因为它们在气候变化下的稳定性以及对海平面上升的影响存在不确定性。

更好地理解社会系统： 加速跨部门/地域/文化的进展。

2.2 改进有关气候和地球系统的信息

改进区域到地方的气候变化信息： 通过在从天气到千年的时间尺度上对所有相关过程及其相互作用进行更好的观测和建模，并通过古气候和观测数据挑战模型。

提高气候预测的质量和使用，为气候风险评估提供信息： 为人类发展确定稳定和有弹性的地球系统的安全和公正的行星监护途径，并解决社会相关问题，例如（这些是 WCRP 新的安全着陆气候灯塔活动的一些科学目标）：

是什么 排放途径维护可居住性和粮食安全; 什么是 适应极限?

是什么 二氧化碳去除的气候影响 在维持食物和水供应的同时，保护生物多样性？

是什么 水的长期再分配带来的风险 由于气候变化和陆地自然系统/水库（包括冰川和热带雨林）中的直接人类活动？

是什么 对水循环加强的地区和变异性增加的影响，例如导致非常潮湿然后非常干燥的时期的序列？

我们如何 保护宜居海岸, 什么比率和幅度 海平面上升 鉴于其不可逆转性，是否可以接受？

更好地量化风险 低概率高影响事件 （也如 2.1 中所述）。

2.3 建造和加固桥梁

在气候和生态系统/生物多样性研究界之间： 更好地了解气候变化和当地压力对生态系统及其碳储存能力的影响，并优化协同效益。这与>2°C 世界的碳汇效率可能降低、基于自然的解决方案的潜力和局限性以及对目前仅部分包含在气候模型中的过程（如森林枯死、火灾、冻土突然融化、土壤和海洋中的微生物等）。

在气候信息的“自上而下”（全球）生产和“自下而上”的地方尺度决策背景之间： 通过减少社会对气候危害的暴露和敏感性，更好地指导所需的适应，以最大限度地减少社会的脆弱性，并提高社区积极适应不断变化的气候风险的能力。这是 WCRP 新的“我的气候风险灯塔”活动的重点。

科学家、利益相关者和决策者之间：以强有力的气候变化科学和信息为基础，实现共同和互补的气候减缓和适应方法，这些方法具有共同利益（例如减少甲烷排放对空气质量的好处）。减缓需要全球协调的政府政策，而适应的决策背景需要更多地方尺度的方法。

科学界和当地社区之间： 开发一种更有效的自下而上的方法，该方法将考虑当地的复杂性（现实），同时提出简单的解决方案（简单性），使当地社区能够了解自己的情况（赋权）。

3. 风险有一个尺度：需要什么科学来支持决策尺度的行动？

在全球和区域范围内有充足的可靠气候信息，但行动薄弱。然而，在经历影响的地方范围内，即使可靠的气候信息有限，通常也愿意采取行动。因此，资源决策的制定地点和影响发生的地点之间出现了紧张关系。

解决这一问题并确保气候科学能够有效地制定政策和决策以管理当地规模的气候风险并减少其对世界各地脆弱社区和地区的影响的若干优先行动都在 WCRP 的区域社会信息的范围内核心项目和我的气候风险灯塔活动。它们包括：

解决关键差距 观测网络容量、访问历史数据和关键高影响事件的事件归因研究 对于许多最脆弱的地区。
更好地整合 决策背景、利益相关者的价值观和道德以及非气候压力源 研究设计、信息构建以及与政策和决策者的沟通。
投资 高度脆弱地区的能力发展 开发当地知情的、与决策相关的气候信息。科学能力薄弱会导致对他人的智力依赖，从而导致气候信息与决策背景之间的一致性不佳。
评估适应反应的有效性 以确保结果得到证明。
调和矛盾 由于方法依赖性（即产生气候信息的不同方法）和紧急 发展沟通方式和实践。 信息来源和结果的多样性会混淆信息并削弱决策。
更好的资源 跨学科科学和真正的智力伙伴关系，区域之间和区域内，以解决缺乏上下文相关信息的问题。

4. 加快进展和行动需要什么？

更好地理解集体决策是如何做出的，以及如何看待风险分析。 尽管在过去的三十年里科学界和激进主义社区发出了强烈的声音，但政治反应仍然没有受到影响，主要依赖于推迟行动或新技术的解决方案。需要更多地考虑阻碍听到警告的心理，直到为时已晚。这适用于气候适应和减缓。
公民和国家将需要定义、设计和实施他们生活方式的重大改变。 社会科学能否帮助理解和解决为什么政策制定者和公民都将问题视为概念性问题，而解决方案则存在于其他地方或未来的技术中？他们能否帮助建立对复杂系统中的权衡以不同方式影响不同利益相关者的理解和接受？
解决社会许可问题 这样社会就可以实现现有技术解决方案的好处，而无需进行必要的权衡来阻止这些部分解决方案的实施。
是否需要改变我们的多边治理体系？ 一些可能并非如此的证据是，在世界需要一个有效的多边体系的时候，我们面临着新兴的民族主义。各国必须看到，共同努力符合其开明的自身利益。
科学本身必须改变. 气候科学已经量化和诊断了人为气候变化；模拟未来情景，使社会和决策者清楚地了解合理的气候未来；并推进适应和缓解科学。国际科学理事会的科学界，包括未来地球和 WCRP，都在做出重要贡献，但仅靠物理科学和技术并不能解决问题。我们需要社会科学家、决策科学家、政治科学家、伦理学家、经济学家和从业者（例如工程师），以及加强将他们联系起来的桥梁，如上文第 2.3 节所强调的那样。

五、净零之路——科技需求

为了降低气候风险并遵守 2015 年《巴黎协定》商定的宏伟目标，CO₂ 到本世纪中叶，排放量必须降至净零；然而，世界在实现这一目标方面进展缓慢。尽管转型所需的许多要素已经很明确——例如快速减少化石燃料的使用和生产、停止砍伐森林和减少土地使用的排放——但二氧化碳也很明显₂ 将需要大规模去除（CDR）技术来限制变暖。例如，2018 年 IPCC 关于全球变暖 1.5°C 的特别报告显示，那些具有有限超调的 1.5°C 路径，旨在减少对 CDR 的依赖，仍然可以去除大量的 CO₂ 来自大气（特别是 100 Gt CO₂ 累积到 2100 年）。

将这些途径（至 1.5 或 2°C）与我们当前的现实进行比较，揭示了创新和政策以及社会对话方面的巨大差距。推广去除二氧化碳的技术和方法₂ 从大气中提出的问题如下： 如果要显着扩大生物能源的规模，生物质应该从哪里来而不危及其他可持续发展目标? 一氧化碳能持续多久₂ 储存在森林、农业土壤和其他陆地 和海洋生态系统，因为持续的气候变化对它们的影响? 其他方法（例如直接空气捕获、增强风化、生物炭和其他自然气候解决方案）如何有助于形成更具弹性的去除技术组合，从而最大限度地降低对其他可持续发展目标的风险? 这些问题清楚地表明迫切需要解决残留排放和二氧化碳₂ 去除。

在短期内，创新、资金和试点项目都需要促进科学技术的发展，这不仅是排放和 CDR 技术所需的，也是稳健和透明的监测和验证方法所需的。后者对于避免声明的承诺与实际行动之间的差异尤为重要，这将导致稳定气候所需的全球减排量不足。从中期来看，需要明确的治理结构来解决对道德风险的担忧。从长远来看，仅考虑过渡维度的综合碳定价架构有助于奖励和资助碳清除，同时对剩余的碳排放收费。

此外，还需要一个视野更广的视角，而不仅仅是碳，同时还需要一个以碳为重点的政策架构，以及确保可持续性的保障和监管。科学必须在用可操作的知识填补知识空白方面发挥至关重要的作用。