地球氣候系統(tǒng)概述氣候系統(tǒng)是由大氣圈、水圈、冰凍圈、陸地圈和生物圈五大組成部分相互作用形成的復(fù)雜系統(tǒng)。這一系統(tǒng)在人類活動(dòng)的影響下正經(jīng)歷著顯著變化，帶來一系列環(huán)境和社會(huì)挑戰(zhàn)。本課程將系統(tǒng)介紹氣候系統(tǒng)的科學(xué)基礎(chǔ)，包括各組成部分的特性與相互作用。我們將分析全球氣候變化的原因、證據(jù)和影響，探討人類如何應(yīng)對(duì)這一全球性挑戰(zhàn)。理解氣候系統(tǒng)是預(yù)測(cè)未來氣候變化和制定有效應(yīng)對(duì)策略的基礎(chǔ)，對(duì)構(gòu)建人類與自然和諧共存的未來具有重要意義。課程目標(biāo)掌握基礎(chǔ)知識(shí)了解地球氣候系統(tǒng)的組成部分，包括大氣圈、水圈、冰凍圈、陸地圈和生物圈。掌握各組成部分的基本特性和功能，建立對(duì)氣候系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。理解相互作用掌握氣候系統(tǒng)內(nèi)的能量傳輸和物質(zhì)循環(huán)機(jī)制。理解各組成部分間的復(fù)雜反饋關(guān)系，認(rèn)識(shí)氣候系統(tǒng)的非線性特征和內(nèi)部變率。分析變化機(jī)制認(rèn)識(shí)氣候變化的自然和人為原因。了解溫室效應(yīng)的科學(xué)原理，理解輻射強(qiáng)迫和氣候敏感性概念。掌握氣候變化的檢測(cè)與歸因方法。評(píng)估影響與應(yīng)對(duì)分析氣候變化對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類社會(huì)的多方面影響。了解全球和區(qū)域尺度的適應(yīng)與減緩策略，認(rèn)識(shí)氣候行動(dòng)與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系。第一部分：氣候系統(tǒng)基礎(chǔ)能量驅(qū)動(dòng)太陽輻射提供基本能量相互作用五大圈層之間的物質(zhì)與能量交換系統(tǒng)整體大氣圈、水圈、冰凍圈、陸地圈和生物圈共同構(gòu)成完整系統(tǒng)氣候系統(tǒng)是一個(gè)由多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的圈層組成的復(fù)雜動(dòng)力系統(tǒng)。太陽輻射是整個(gè)系統(tǒng)的主要能量來源，驅(qū)動(dòng)大氣和海洋環(huán)流，維持全球能量平衡。各圈層之間通過物理、化學(xué)和生物過程相互聯(lián)系，形成了錯(cuò)綜復(fù)雜的反饋網(wǎng)絡(luò)。理解氣候系統(tǒng)的基本特性是認(rèn)識(shí)氣候變化科學(xué)的基礎(chǔ)。這一部分將介紹氣候系統(tǒng)的基本概念、組成部分及其相互作用機(jī)制，為后續(xù)深入討論奠定基礎(chǔ)。什么是氣候？天氣與氣候的區(qū)別天氣是短期大氣狀態(tài)，可能每天變化；氣候是長(zhǎng)期天氣模式的統(tǒng)計(jì)特征，通常需要觀測(cè)30年以上才能確定氣候特征。天氣預(yù)報(bào)關(guān)注具體日期的狀況，而氣候研究關(guān)注長(zhǎng)期平均狀態(tài)和變化趨勢(shì)。時(shí)間尺度：30年平均值世界氣象組織定義氣候?yàn)?0年平均的大氣狀態(tài)，這一時(shí)間跨度足夠長(zhǎng)，可以消除短期波動(dòng)影響，顯示出穩(wěn)定的統(tǒng)計(jì)特征。這一標(biāo)準(zhǔn)期被稱為"氣候標(biāo)準(zhǔn)期"，目前使用的是1991-2020年期間?？臻g尺度：從局地到全球氣候可以從微氣候（如森林內(nèi)部）到局地氣候（城市尺度），再到區(qū)域氣候（如東亞季風(fēng)區(qū)）和全球氣候等不同空間尺度進(jìn)行研究。不同尺度的氣候受控因素各有側(cè)重。氣候系統(tǒng)的五大組成部分大氣圈包圍地球的氣體層，是天氣和氣候現(xiàn)象發(fā)生的主要場(chǎng)所。大氣層垂直分為對(duì)流層、平流層、中間層和熱層，其中對(duì)流層與人類活動(dòng)和氣候關(guān)系最密切。水圈包括海洋、河流、湖泊、地下水等水體，占地球表面71%。海洋具有巨大熱容量，是全球能量?jī)?chǔ)存和傳遞的關(guān)鍵媒介，通過洋流影響全球氣候分布。冰凍圈包括極地冰蓋、山地冰川、海冰和永久凍土等。冰凍圈具有高反照率，影響地球能量平衡；同時(shí)儲(chǔ)存了大量淡水，其變化影響全球海平面。陸地圈地球表面的陸地部分，包括不同地形、土壤和巖石。陸地表面特性影響太陽輻射的吸收與反射，地形則影響大氣環(huán)流與降水分布。生物圈地球上所有生物及其活動(dòng)空間。生物圈通過光合作用和呼吸作用參與碳循環(huán)，植被覆蓋影響地表反照率和水分蒸散，是氣候系統(tǒng)的活躍調(diào)節(jié)因子。大氣圈概述垂直層結(jié)構(gòu)大氣層從下至上分為對(duì)流層、平流層、中間層和熱層大氣成分氮?dú)饧s占78%，氧氣約占21%，其他氣體約占1%大氣環(huán)流熱帶、中緯度和極地環(huán)流形成全球大氣運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)大氣圈是氣候系統(tǒng)中最活躍的組成部分，也是人類活動(dòng)直接接觸的環(huán)境。對(duì)流層是發(fā)生大部分天氣現(xiàn)象的區(qū)域，厚度在極地約為8公里，赤道約為16公里。溫室氣體雖然含量很小，但對(duì)地球能量平衡起著關(guān)鍵作用。大氣環(huán)流是平衡地球能量分布不均的重要機(jī)制。太陽輻射在低緯度地區(qū)較強(qiáng)，在高緯度地區(qū)較弱，大氣和海洋環(huán)流通過輸送熱量，減少這種不平衡。大氣環(huán)流還直接影響區(qū)域降水和溫度分布，塑造了全球氣候格局。大氣成分與結(jié)構(gòu)主要成分干燥大氣中氮?dú)庹?8%，氧氣占21%，氬氣占0.93%，二氧化碳約占0.04%。水汽含量變化較大，約占0-4%。盡管某些氣體含量極少，但對(duì)輻射傳輸和氣候影響顯著。溫度結(jié)構(gòu)對(duì)流層溫度隨高度增加而降低，平均每上升1公里下降約6.5°C。平流層中臭氧吸收紫外線，溫度隨高度增加而升高。中間層溫度再次下降，熱層溫度則大幅升高。壓力分布大氣壓力隨高度指數(shù)衰減，海平面處約為1013.25百帕，到達(dá)10公里高度時(shí)降至約260百帕。大氣質(zhì)量約有一半集中在低于5.5公里的區(qū)域內(nèi)。保護(hù)功能大氣層對(duì)地球生命起著多重保護(hù)作用：平流層臭氧過濾有害紫外線輻射；溫室氣體維持適宜溫度；大氣層阻擋了大部分流星體，防止它們到達(dá)地表。大氣環(huán)流1哈德萊環(huán)流位于赤道至副熱帶地區(qū)（0°-30°緯度），空氣在赤道上升，在30°緯度下沉，形成熱帶輻合帶和副熱帶高壓帶。產(chǎn)生信風(fēng)系統(tǒng)和熱帶雨林氣候。2費(fèi)雷爾環(huán)流位于中緯度地區(qū)（30°-60°緯度），熱帶和極地氣團(tuán)在此相遇，形成鋒面系統(tǒng)。西風(fēng)帶位于此區(qū)域，控制中緯度天氣系統(tǒng)。3極地環(huán)流位于高緯度地區(qū)（60°-90°緯度），冷空氣在極地下沉，向低緯度流動(dòng)。與費(fèi)雷爾環(huán)流相遇形成極鋒，影響高緯度地區(qū)氣候特征。大氣環(huán)流是平衡地球熱量分布的重要機(jī)制。由于地球是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的球體，加上太陽輻射的不均勻分布，使得大氣環(huán)流呈現(xiàn)出復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)。在水平方向，行星風(fēng)帶系統(tǒng)（如東北信風(fēng)、西風(fēng)帶、東北極地風(fēng)）控制著大尺度氣流；在垂直方向，則形成了三圈環(huán)流的結(jié)構(gòu)。季風(fēng)系統(tǒng)是全球環(huán)流的重要組成部分，特別是在亞洲和非洲地區(qū)。季風(fēng)的形成源于海陸熱力性質(zhì)差異，導(dǎo)致夏季陸地低壓吸引海洋濕潤(rùn)氣流，冬季則相反。季風(fēng)變化顯著影響區(qū)域降水分布和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。水圈概述海洋冰川與冰蓋地下水湖泊土壤水大氣水汽河流水圈是地球氣候系統(tǒng)的重要組成部分，覆蓋了地球表面約71%的面積。海洋占水圈總量的97.2%，是地球上最大的水體。淡水占比雖小，卻對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)和人類活動(dòng)至關(guān)重要，其中大部分儲(chǔ)存在冰川和地下水中。水循環(huán)過程連接大氣、海洋和陸地，每年約有577,000立方公里的水通過蒸發(fā)進(jìn)入大氣，其中86%來自海洋。水循環(huán)不僅運(yùn)輸水分，還傳遞大量能量，是維持地球能量平衡的關(guān)鍵過程。海洋與氣候巨大熱容量海洋吸收了地球氣候系統(tǒng)90%以上的多余熱量，其熱容量是同體積大氣的約1000倍。這使海洋成為地球的"熱儲(chǔ)庫(kù)"，減緩了氣候變化速度，同時(shí)也儲(chǔ)存了大量溫室效應(yīng)產(chǎn)生的額外熱量。全球"傳送帶"海洋環(huán)流系統(tǒng)將熱量從赤道地區(qū)輸送到極地地區(qū)，調(diào)節(jié)全球溫度分布。大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流將暖流帶到北歐，使其氣候比同緯度其他地區(qū)溫暖許多。洋流變化可能導(dǎo)致區(qū)域氣候顯著改變。碳循環(huán)樞紐海洋是全球最大的碳儲(chǔ)庫(kù)之一，已吸收了人類排放二氧化碳的約30%。海洋吸收二氧化碳導(dǎo)致海水酸化，威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)，特別是珊瑚礁和貝類等鈣化生物。海洋與大氣之間的相互作用是氣候系統(tǒng)中最重要的過程之一。厄爾尼諾-南方振蕩(ENSO)是最顯著的海氣耦合現(xiàn)象，熱帶太平洋海溫異?？梢鹑蚍秶臍夂虍惓?。海洋表面溫度的變化直接影響水汽蒸發(fā)和能量交換，進(jìn)而影響全球降水模式。水循環(huán)過程蒸發(fā)與蒸騰海洋、湖泊表面水分蒸發(fā)及植物釋放水汽凝結(jié)與水汽輸送大氣中水汽冷卻形成云，并隨氣流移動(dòng)降水云中水滴或冰晶長(zhǎng)大后以雨雪等形式落回地表徑流與滲透地表水匯集成河流或滲入地下，最終回到海洋水循環(huán)是連接氣候系統(tǒng)各組成部分的關(guān)鍵過程。全球每年約有577,000立方公里的水經(jīng)歷蒸發(fā)，其中約86%來自海洋。降水年均量約為577,000立方公里，其中約78%落在海洋。陸地降水超過蒸發(fā)的部分形成徑流，通過河流回到海洋，完成水循環(huán)。水循環(huán)不僅運(yùn)輸水分，還攜帶大量能量。水在蒸發(fā)過程中吸收潛熱，在凝結(jié)過程中釋放潛熱，從而在全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)能量再分配。水循環(huán)的強(qiáng)度和分布與氣候變化密切相關(guān)，氣溫上升預(yù)計(jì)將加速水循環(huán)，導(dǎo)致某些地區(qū)干旱加劇，而其他地區(qū)降水增加和洪水風(fēng)險(xiǎn)上升。冰凍圈概述極地海冰覆蓋北冰洋和南極周圍海域的浮冰，面積隨季節(jié)變化顯著。北極海冰在夏季達(dá)到最小面積，冬季最大；南極海冰則相反。海冰反射大量太陽輻射，影響極地能量平衡。極地冰蓋覆蓋南極洲和格陵蘭島的巨大冰層，儲(chǔ)存了地球淡水資源的約68.7%。南極冰蓋平均厚度為2.16公里，如完全融化將導(dǎo)致全球海平面上升約58米。冰蓋內(nèi)部保存著寶貴的古氣候記錄。山地冰川分布于高山地區(qū)的冰體，全球約有21萬個(gè)山地冰川。它們是重要的淡水資源，支持下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)和生活用水。山地冰川對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感，近幾十年來全球范圍內(nèi)普遍退縮。冰凍圈還包括廣泛分布的永久凍土和季節(jié)性積雪。永久凍土占陸地表面約25%，主要分布在高緯度和高海拔地區(qū)。隨著全球變暖，永久凍土融化釋放儲(chǔ)存的甲烷和二氧化碳，形成潛在的正反饋機(jī)制，加速氣候變化。冰凍圈功能高反照率效應(yīng)冰雪表面可反射50-90%入射太陽輻射，而海洋或植被覆蓋表面僅反射10-30%。這種高反照率（即雪-冰反照率反饋）對(duì)維持極地低溫環(huán)境至關(guān)重要。隨著溫度上升導(dǎo)致冰雪融化，地表反照率降低，吸收更多輻射，進(jìn)一步加速融化，形成正反饋循環(huán)。海平面調(diào)節(jié)陸地冰體（冰蓋和冰川）儲(chǔ)存了地球淡水的68.7%，其融化直接影響全球海平面。南極冰蓋完全融化可使全球海平面上升約58米，格陵蘭冰蓋完全融化可導(dǎo)致海平面上升約7米。目前由于冰川融化，全球海平面每年上升約3.7毫米。氣候調(diào)節(jié)冰凍圈通過多種機(jī)制影響氣候：海冰覆蓋影響海-氣熱量交換；冰蓋表面溫度影響局地和區(qū)域大氣環(huán)流；海冰形成過程中釋放鹽分，改變海水密度，影響海洋環(huán)流；季節(jié)性積雪覆蓋影響北半球冬季大氣環(huán)流模式。陸地圈與氣候地表覆蓋多樣性陸地表面覆蓋類型多樣，包括森林、草地、農(nóng)田、城市、沙漠等。不同類型地表具有不同的物理特性，如反照率、蒸散能力和粗糙度等，這些特性直接影響地表與大氣之間的能量和水分交換過程。例如，森林地表反照率較低（約15%），吸收較多太陽輻射；而沙漠地表反照率高（約35%），反射較多太陽輻射。植被覆蓋地區(qū)通過蒸騰作用影響局地水分循環(huán)，城市化地區(qū)則因熱島效應(yīng)改變局地溫度分布。地形效應(yīng)地形是影響區(qū)域氣候的重要因素。山脈可阻擋氣流，形成迎風(fēng)坡多雨、背風(fēng)坡少雨的降水分布。高海拔地區(qū)氣溫隨高度上升而降低，約每上升100米下降0.6°C。山谷地形可能形成特殊的局地環(huán)流，如山谷風(fēng)和山風(fēng)。大型山脈如喜馬拉雅山脈、落基山脈等對(duì)大氣環(huán)流有顯著影響，可改變行星尺度波動(dòng)和氣流路徑。青藏高原的存在是亞洲季風(fēng)系統(tǒng)形成的重要條件，影響了亞洲大部分地區(qū)的氣候特征。生物圈與氣候生物圈是地球上所有生物體及其生存環(huán)境的總和，通過多種方式影響氣候系統(tǒng)。植被通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，是重要的碳匯。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)每年吸收約120Gt碳，釋放約117Gt碳，凈吸收約3Gt碳，抵消了部分人類排放。植被覆蓋改變地表反照率、粗糙度和水分狀況，影響能量平衡和水分循環(huán)。例如，森林覆蓋區(qū)域因蒸騰作用增強(qiáng)局地降水；植被減少則可能導(dǎo)致區(qū)域變干。生物圈還通過排放揮發(fā)性有機(jī)物影響大氣成分，這些化合物參與大氣化學(xué)反應(yīng)，影響云的形成和大氣輻射特性。第二部分：氣候系統(tǒng)能量平衡太陽輻射輸入地球能量來源，太陽常數(shù)約1361W/m2能量傳輸與轉(zhuǎn)換地表與大氣間輻射、對(duì)流、蒸發(fā)等過程輻射平衡地球系統(tǒng)吸收的太陽輻射與釋放的長(zhǎng)波輻射平衡氣候系統(tǒng)的動(dòng)力源泉是太陽輻射能量。地球表面接收到的太陽輻射強(qiáng)度約為每平方米342瓦，其中約30%被反射回太空，70%被地球系統(tǒng)吸收。為維持能量平衡，地球必須向太空釋放等量的能量，這主要通過紅外輻射實(shí)現(xiàn)。溫室氣體在大氣中吸收地表紅外輻射并向各個(gè)方向重新輻射，使部分熱量返回地表，導(dǎo)致地表溫度升高。這種自然溫室效應(yīng)使地球平均溫度維持在約15°C，而非沒有大氣情況下的-18°C。人類活動(dòng)增加大氣中溫室氣體濃度，加強(qiáng)了溫室效應(yīng)，導(dǎo)致地球能量不平衡和全球變暖。地球能量收支地球能量收支是氣候系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。太陽輻射穿過大氣層到達(dá)地球表面，部分被反射回太空，部分被大氣和地表吸收。地球表面通過長(zhǎng)波輻射、感熱傳輸和潛熱傳輸將能量釋放到大氣中，大氣則通過長(zhǎng)波輻射將能量傳遞到太空和地表。在平衡狀態(tài)下，地球吸收的太陽輻射能量等于向太空釋放的長(zhǎng)波輻射能量。目前由于溫室氣體濃度增加，地球系統(tǒng)呈現(xiàn)能量不平衡狀態(tài)，每平方米約有0.9瓦的凈能量積累，主要儲(chǔ)存在海洋中，導(dǎo)致全球變暖。太陽輻射與地球能量太陽常數(shù)與變化太陽常數(shù)是指在地球平均距離處、垂直于太陽光線的單位面積上接收到的太陽輻射能量，其值約為1361W/m2。由于地球軌道的橢圓形，太陽常數(shù)在一年中有約3.4%的變化，1月初達(dá)到最大，7月初達(dá)到最小。太陽活動(dòng)周期也導(dǎo)致太陽常數(shù)有約0.1%的變化。光譜特性太陽輻射的光譜近似于溫度為5778K的黑體輻射，主要集中在可見光和近紅外波段。而地球的輻射溫度約為255K，主要在中紅外波段。這種光譜差異使得大氣對(duì)太陽輻射和地球輻射的透過率不同，是溫室效應(yīng)形成的物理基礎(chǔ)?？臻g分布由于地球是球形且有傾角，太陽輻射在地球表面分布不均。赤道地區(qū)接收的輻射強(qiáng)度大，極地地區(qū)小。這種不均勻分布驅(qū)動(dòng)了大氣和海洋環(huán)流，是全球氣候帶形成的基礎(chǔ)。輻射分布還隨季節(jié)變化，導(dǎo)致了季節(jié)氣候特征。溫室效應(yīng)自然溫室效應(yīng)自然溫室效應(yīng)是地球宜居環(huán)境的基礎(chǔ)。沒有溫室效應(yīng)，地球平均表面溫度將是-18°C，而非現(xiàn)在的約15°C。大氣中的水汽、二氧化碳、甲烷等溫室氣體對(duì)太陽短波輻射較為透明，但能吸收地表發(fā)出的長(zhǎng)波輻射，并向各個(gè)方向重新輻射，使部分熱量返回地表。水汽是最主要的溫室氣體，貢獻(xiàn)了約60%的自然溫室效應(yīng)。水汽濃度主要由溫度控制，形成強(qiáng)烈的正反饋。二氧化碳貢獻(xiàn)了約26%的自然溫室效應(yīng)，是人類活動(dòng)影響最顯著的溫室氣體。增強(qiáng)溫室效應(yīng)增強(qiáng)溫室效應(yīng)是指人類活動(dòng)增加大氣中溫室氣體濃度，加強(qiáng)了自然溫室效應(yīng)的過程。工業(yè)革命以來，大氣中二氧化碳濃度從約280ppm增加到現(xiàn)在的約410ppm，甲烷濃度從約700ppb增加到約1870ppb。增強(qiáng)溫室效應(yīng)導(dǎo)致地球系統(tǒng)能量不平衡，約90%的多余熱量被海洋吸收。輻射強(qiáng)迫是衡量溫室氣體對(duì)氣候影響的指標(biāo)，目前由溫室氣體引起的輻射強(qiáng)迫約為2.83W/m2，其中二氧化碳貢獻(xiàn)最大，約為2.0W/m2。輻射強(qiáng)迫與氣候敏感性2.83總溫室氣體強(qiáng)迫W/m2，所有人為溫室氣體導(dǎo)致的輻射強(qiáng)迫總和3°C平衡氣候敏感性二氧化碳濃度翻倍時(shí)全球平均溫度的最可能上升值1.8°C瞬時(shí)氣候響應(yīng)二氧化碳濃度翻倍時(shí)70年內(nèi)的全球升溫0.9當(dāng)前能量不平衡W/m2，地球系統(tǒng)目前的凈能量積累率輻射強(qiáng)迫是衡量氣候系統(tǒng)能量平衡擾動(dòng)的物理量，定義為對(duì)流層頂輻射通量的變化。正輻射強(qiáng)迫導(dǎo)致地球系統(tǒng)溫度上升，負(fù)輻射強(qiáng)迫導(dǎo)致溫度下降。溫室氣體產(chǎn)生正輻射強(qiáng)迫，而氣溶膠通常產(chǎn)生負(fù)輻射強(qiáng)迫。氣候敏感性描述氣候系統(tǒng)對(duì)輻射強(qiáng)迫的響應(yīng)程度，通常以二氧化碳濃度翻倍時(shí)全球平均溫度的變化表示。平衡氣候敏感性考慮所有反饋過程達(dá)到平衡后的升溫，而瞬時(shí)氣候響應(yīng)反映較短時(shí)間內(nèi)的溫度變化。IPCC第六次評(píng)估報(bào)告指出，平衡氣候敏感性可能在2.5°C至4°C之間，最佳估計(jì)為3°C。氣候反饋機(jī)制水汽反饋強(qiáng)烈的正反饋，溫度上升導(dǎo)致更多水汽進(jìn)入大氣云反饋復(fù)雜的正負(fù)反饋混合，總體為正反饋冰-反照率反饋正反饋，溫度上升導(dǎo)致冰雪減少，吸收更多輻射碳循環(huán)反饋正反饋，溫度上升導(dǎo)致更多碳從自然系統(tǒng)釋放反饋機(jī)制是理解氣候系統(tǒng)響應(yīng)的關(guān)鍵。正反饋放大初始擾動(dòng)，負(fù)反饋則抑制擾動(dòng)。水汽反饋是最強(qiáng)的正反饋機(jī)制，全球變暖使空氣中水汽增加，而水汽是有效的溫室氣體，進(jìn)一步加強(qiáng)變暖。這一反饋幾乎使初始溫室氣體強(qiáng)迫效應(yīng)翻倍。云反饋是最不確定的反饋機(jī)制，因?yàn)樵萍饶芡ㄟ^反射太陽輻射產(chǎn)生冷卻效應(yīng)，又能通過吸收長(zhǎng)波輻射產(chǎn)生溫室效應(yīng)。研究表明，云反饋總體上可能是正反饋，特別是由于高云增加和云頂高度上升。碳循環(huán)反饋中，海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收二氧化碳的能力可能隨溫度上升而下降，使更多人為碳排放留在大氣中。第三部分：氣候系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)物質(zhì)交換過程氣候系統(tǒng)組分間的物質(zhì)相互流動(dòng)循環(huán)路徑物質(zhì)在不同儲(chǔ)庫(kù)間的轉(zhuǎn)移路徑和機(jī)制儲(chǔ)庫(kù)系統(tǒng)大氣、海洋、陸地等儲(chǔ)存氣候系統(tǒng)物質(zhì)的場(chǎng)所物質(zhì)循環(huán)是連接氣候系統(tǒng)各組成部分的重要紐帶。碳循環(huán)、氮循環(huán)和水循環(huán)是氣候系統(tǒng)中最主要的三大物質(zhì)循環(huán)過程。這些循環(huán)過程通過復(fù)雜的生物地球化學(xué)機(jī)制，將物質(zhì)在大氣、海洋、陸地和生物圈之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移和交換。人類活動(dòng)已經(jīng)顯著改變了這些循環(huán)過程。例如，化石燃料燃燒和土地利用變化導(dǎo)致大氣二氧化碳濃度急劇上升；工業(yè)固氮和農(nóng)業(yè)活動(dòng)使氮循環(huán)強(qiáng)度增加一倍以上；全球變暖使水循環(huán)加速，導(dǎo)致極端降水和干旱事件增加。了解這些物質(zhì)循環(huán)對(duì)理解氣候變化及其影響至關(guān)重要。碳循環(huán)大氣儲(chǔ)庫(kù)儲(chǔ)存約860Gt碳，主要以CO?形式存在海洋儲(chǔ)庫(kù)最大碳儲(chǔ)庫(kù)，約38,000Gt碳陸地生物儲(chǔ)庫(kù)約2,000Gt碳，植被和土壤有機(jī)質(zhì)地質(zhì)儲(chǔ)庫(kù)化石燃料約1,000Gt，沉積巖約100,000,000Gt碳循環(huán)是氣候系統(tǒng)中最關(guān)鍵的物質(zhì)循環(huán)之一。自然碳循環(huán)過程包括光合作用（每年約吸收120Gt碳）、生物呼吸（釋放約120Gt碳）、海氣交換（海洋吸收約80Gt碳，釋放約78Gt碳）以及風(fēng)化作用等。這些自然過程在工業(yè)革命前處于相對(duì)平衡狀態(tài)。人類活動(dòng)已顯著改變?nèi)蛱佳h(huán)。目前每年人為碳排放約10Gt，主要來自化石燃料燃燒（約8.5Gt）和土地利用變化（約1.5Gt）。這些排放中約45%留在大氣中，導(dǎo)致二氧化碳濃度上升；約24%被陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收；約31%被海洋吸收。海洋吸收二氧化碳導(dǎo)致海水酸化，威脅海洋生態(tài)系統(tǒng)。碳循環(huán)定量分析大氣海洋表層深海陸地植被土壤有機(jī)質(zhì)永久凍土化石燃料定量分析碳循環(huán)需要了解各碳儲(chǔ)庫(kù)的規(guī)模和交換通量。海洋是最大的活躍碳儲(chǔ)庫(kù)，儲(chǔ)存約38,000Gt碳，是大氣儲(chǔ)量的約44倍。陸地生態(tài)系統(tǒng)儲(chǔ)存約2,000Gt碳，其中土壤有機(jī)質(zhì)約1,500Gt，植被約550Gt。沉積巖中的碳儲(chǔ)量最大，約100,000,000Gt，但交換緩慢。人為碳排放導(dǎo)致大氣碳儲(chǔ)量從工業(yè)革命前的約590Gt增加到現(xiàn)在的約860Gt。自然碳交換通量巨大，陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間每年交換約240Gt碳，海洋與大氣之間交換約160Gt碳。由于人為排放，海洋每年凈吸收約2.6Gt碳，陸地生態(tài)系統(tǒng)凈吸收約3.1Gt碳，但這些碳匯能力可能隨氣候變化而減弱。氮循環(huán)氮固定將大氣中惰性的N?轉(zhuǎn)化為生物可利用形式。自然固氮主要通過雷電和固氮微生物，每年約120Tg氮；工業(yè)固氮（主要是合成氨）每年約120Tg氮，使全球固氮量幾乎翻倍。同化與礦化植物吸收無機(jī)氮合成有機(jī)物（同化），有機(jī)氮分解釋放無機(jī)氮（礦化）。這些過程維持生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)氮的循環(huán)利用。農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中大量施用氮肥，但利用效率通常低于50%。硝化與反硝化硝化作用將銨氧化為硝酸鹽，反硝化作用將硝酸鹽還原為氮?dú)?。反硝化過程中可能產(chǎn)生一氧化二氮（N?O），這是一種強(qiáng)效溫室氣體，全球變暖潛能是二氧化碳的約300倍。淋溶與揮發(fā)硝酸鹽易隨水流失（淋溶），污染地下水和水體；銨易揮發(fā)為氨氣。這些過程導(dǎo)致大量活性氮進(jìn)入環(huán)境，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化、酸雨等環(huán)境問題。水循環(huán)與氣候577,000全球年蒸發(fā)量立方公里，其中約86%來自海洋577,000全球年降水量立方公里，其中約78%落在海洋45,500陸地徑流量立方公里，陸地降水超過蒸發(fā)的部分7%水循環(huán)強(qiáng)度增加全球變暖1°C預(yù)計(jì)導(dǎo)致的水循環(huán)強(qiáng)度增加百分比水循環(huán)是連接氣候系統(tǒng)各組成部分的重要紐帶。水分通過蒸發(fā)、蒸騰、凝結(jié)、降水和徑流等過程在大氣、海洋、陸地和生物圈之間循環(huán)。全球水循環(huán)不僅運(yùn)輸水分，還傳遞大量能量。蒸發(fā)過程吸收潛熱，凝結(jié)過程釋放潛熱，使水循環(huán)成為全球能量再分配的關(guān)鍵機(jī)制。氣候變化已經(jīng)并將繼續(xù)改變?nèi)蛩h(huán)。根據(jù)克勞修斯-克拉珀龍關(guān)系，大氣持水能力隨溫度增加約7%/°C，導(dǎo)致水循環(huán)強(qiáng)度增加。觀測(cè)和模擬結(jié)果表明，全球變暖使降水模式發(fā)生改變："濕區(qū)更濕，干區(qū)更干"，且極端降水和干旱事件增加。這些變化對(duì)水資源管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)健康構(gòu)成挑戰(zhàn)。第四部分：氣候系統(tǒng)的時(shí)空變異時(shí)間尺度變化氣候系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度上表現(xiàn)出復(fù)雜變化，從日變化到千年尺度變化，反映了內(nèi)部變率和外部強(qiáng)迫的共同作用。理解這些時(shí)間尺度變化對(duì)區(qū)分自然變率和人為影響至關(guān)重要?？臻g分布特征氣候在空間上呈現(xiàn)出明顯的帶狀分布和大陸-海洋對(duì)比。緯度、海陸分布和地形是決定氣候空間格局的三大因素。全球氣候可分為熱帶、亞熱帶、溫帶、亞極地和極地氣候帶。氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率氣候系統(tǒng)內(nèi)部存在多種自然振蕩模態(tài)，如厄爾尼諾-南方振蕩、北大西洋振蕩等。這些內(nèi)部變率對(duì)區(qū)域天氣和氣候有顯著影響，是季節(jié)至年代際預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。氣候系統(tǒng)的時(shí)空變異是氣候科學(xué)研究的核心內(nèi)容。空間上，從微氣候到全球氣候，氣候要素呈現(xiàn)多尺度分布特征；時(shí)間上，從日變化到冰期-間冰期循環(huán)，氣候系統(tǒng)展現(xiàn)出豐富的變率模式。這些變異既反映了氣候系統(tǒng)的內(nèi)部動(dòng)力學(xué)過程，也響應(yīng)外部強(qiáng)迫因子的變化。氣候的時(shí)間尺度變化1日變化與季節(jié)變化地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致日夜溫度變化，公轉(zhuǎn)導(dǎo)致季節(jié)更替。這些變化受太陽輻射周期性變化控制，在低緯度地區(qū)日變化顯著，高緯度地區(qū)季節(jié)變化明顯。赤道地區(qū)日溫差可達(dá)10°C，而極地地區(qū)季節(jié)溫差可達(dá)40°C以上。2年際至十年際變化主要受氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率控制，如厄爾尼諾-南方振蕩（2-7年周期）、太平洋十年際振蕩（20-30年周期）等。這些變率導(dǎo)致全球不同區(qū)域的溫度、降水等氣候要素出現(xiàn)準(zhǔn)周期性變化，是季節(jié)至十年尺度氣候預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。3長(zhǎng)期氣候變化包括數(shù)十年至數(shù)百萬年尺度的變化，受米蘭科維奇周期（地球軌道參數(shù)變化）、太陽活動(dòng)長(zhǎng)期變化、板塊運(yùn)動(dòng)等控制。冰期-間冰期循環(huán)是最顯著的長(zhǎng)期氣候變化，約10萬年一個(gè)周期。近百年來，人為溫室氣體排放成為主導(dǎo)氣候變化的關(guān)鍵因素。氣候的空間分布緯度帶分布全球氣候隨緯度呈現(xiàn)帶狀分布，主要受太陽輻射強(qiáng)度差異控制。赤道地區(qū)輻射強(qiáng)度最大，形成熱帶雨林氣候；副熱帶地區(qū)下沉氣流形成沙漠氣候帶；中緯度受西風(fēng)帶影響形成溫帶氣候；極地地區(qū)輻射弱，形成寒冷氣候。海陸差異海洋和陸地的熱力特性差異導(dǎo)致氣候顯著不同。海洋熱容量大，溫度變化緩慢，形成海洋性氣候，特點(diǎn)是溫差小、濕度大；陸地?zé)崛萘啃?，溫度變化快，形成大陸性氣候，特點(diǎn)是溫差大、濕度小。沿海地區(qū)受海洋調(diào)節(jié)，內(nèi)陸地區(qū)大陸性特征明顯。地形影響山脈可阻擋氣流，形成迎風(fēng)坡多雨、背風(fēng)坡干旱的氣候特征。高海拔地區(qū)溫度隨高度升高而降低，每升高100米約下降0.6°C，形成垂直氣候帶。青藏高原影響亞洲季風(fēng)環(huán)流，安第斯山脈影響南美氣候，落基山脈和阿爾卑斯山等大型山脈對(duì)區(qū)域氣候有顯著影響。全球氣候分類熱帶氣候干燥氣候溫帶氣候寒帶氣候極地氣候柯本氣候分類是最廣泛使用的氣候分類系統(tǒng)，基于溫度和降水特征將全球氣候分為五大類：熱帶氣候(A)、干燥氣候(B)、溫帶氣候(C)、寒帶氣候(D)和極地氣候(E)。每類又根據(jù)降水分布特征和溫度細(xì)節(jié)進(jìn)一步劃分亞類。熱帶氣候包括熱帶雨林、熱帶季風(fēng)和熱帶草原氣候，特點(diǎn)是全年溫暖，年均溫在18°C以上。溫帶氣候包括地中海氣候、濕潤(rùn)亞熱帶氣候和海洋性西岸氣候等，四季分明，溫和濕潤(rùn)。干燥氣候分為沙漠和半干旱氣候，降水稀少，蒸發(fā)強(qiáng)烈。寒帶氣候冬季嚴(yán)寒漫長(zhǎng)，夏季短暫溫和。極地氣候終年寒冷，幾乎沒有夏季，植被稀少，多為苔原或冰原。氣候系統(tǒng)內(nèi)部變率ENSO厄爾尼諾-南方振蕩是熱帶太平洋海氣耦合系統(tǒng)的年際變率，周期約2-7年。厄爾尼諾期間，東太平洋海溫升高，信風(fēng)減弱；拉尼娜期間則相反。ENSO通過大氣遙相關(guān)影響全球氣候，導(dǎo)致印度季風(fēng)減弱、南方美國(guó)異常多雨等遠(yuǎn)地效應(yīng)。PDO太平洋十年際振蕩是北太平洋海溫的長(zhǎng)期變化模態(tài)，周期約20-30年。PDO正位相時(shí)，北太平洋中部海溫偏冷，沿美國(guó)西海岸海溫偏暖；負(fù)位相時(shí)則相反。PDO影響北美和東亞氣候，并可能調(diào)制ENSO對(duì)全球氣候的影響強(qiáng)度。NAO/AO北大西洋振蕩和北極振蕩是北半球中高緯度大氣環(huán)流的主要變率模態(tài)。NAO描述亞速爾高壓和冰島低壓的強(qiáng)度變化；AO反映北極地區(qū)與中緯度地區(qū)氣壓差異。它們主要影響歐洲和北美冬季氣候，控制暖濕氣流是否能進(jìn)入歐洲大陸。ENSO現(xiàn)象詳解ENSO物理機(jī)制厄爾尼諾-南方振蕩是熱帶太平洋海氣相互作用的結(jié)果。正常情況下，東太平洋冷水上翻（上升流），西太平洋溫暖，形成西高東低的海平面壓力梯度，驅(qū)動(dòng)信風(fēng)由東向西吹。厄爾尼諾期間，這一系統(tǒng)崩潰，東太平洋異常變暖，信風(fēng)減弱甚至逆轉(zhuǎn)，海洋表面暖水東移。伯克內(nèi)斯正反饋機(jī)制解釋了ENSO的發(fā)展：初始海溫異常導(dǎo)致風(fēng)場(chǎng)變化，風(fēng)場(chǎng)變化進(jìn)一步加強(qiáng)海溫異常。而ENSO的周期性源于海洋調(diào)整過程——赤道海洋波動(dòng)使系統(tǒng)從厄爾尼諾狀態(tài)回到正?；蚶崮葼顟B(tài)，形成準(zhǔn)周期性振蕩。全球影響ENSO通過大氣遙相關(guān)（大尺度波動(dòng)傳播）影響全球多個(gè)地區(qū)氣候。厄爾尼諾期間，全球平均溫度通常偏高；印度季風(fēng)減弱，導(dǎo)致降水減少；美國(guó)南部和東部降水增加；澳大利亞和印度尼西亞干旱加??；秘魯沿海漁業(yè)受損。拉尼娜期間，全球影響通常與厄爾尼諾相反。ENSO預(yù)測(cè)已成為季節(jié)預(yù)報(bào)的重要基礎(chǔ)。目前預(yù)測(cè)系統(tǒng)可提前6-9個(gè)月較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)ENSO發(fā)展，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源管理和災(zāi)害防范提供參考。氣候變化可能影響ENSO的強(qiáng)度和頻率，但當(dāng)前科學(xué)認(rèn)識(shí)尚存在不確定性。季風(fēng)系統(tǒng)1夏季風(fēng)陸地強(qiáng)烈加熱形成熱低壓，吸引海洋濕潤(rùn)氣流；印度洋和太平洋水汽輸送至亞洲大陸，帶來豐沛降水。夏季風(fēng)強(qiáng)弱直接影響農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和水資源分布。2秋季轉(zhuǎn)換陸地開始降溫，低壓減弱，降水減少；風(fēng)向逐漸轉(zhuǎn)變，但不穩(wěn)定，有時(shí)出現(xiàn)秋季臺(tái)風(fēng)和暴雨。夏季風(fēng)結(jié)束，標(biāo)志著雨季結(jié)束。3冬季風(fēng)陸地顯著冷卻形成高壓，冷空氣向海洋流動(dòng)；亞洲大陸寒冷干燥，東亞和東南亞沿海有時(shí)受冷空氣影響出現(xiàn)降水。冬季風(fēng)強(qiáng)度影響冬季溫度和中國(guó)南方降水。4春季轉(zhuǎn)換陸地開始升溫，高壓減弱；氣流開始不穩(wěn)定，出現(xiàn)"倒春寒"等多變天氣。這一時(shí)期是季風(fēng)預(yù)測(cè)的關(guān)鍵，對(duì)夏季風(fēng)預(yù)報(bào)至關(guān)重要。亞洲季風(fēng)系統(tǒng)是全球最強(qiáng)大的季風(fēng)系統(tǒng)，影響著全球約60%的人口。其形成機(jī)制主要是陸地和海洋熱容量差異導(dǎo)致的熱力差異，以及青藏高原的動(dòng)力和熱力作用。青藏高原夏季強(qiáng)烈加熱，形成高空"反氣旋"，是亞洲夏季風(fēng)形成的重要因素。第五部分：氣候變化科學(xué)歷史觀測(cè)通過儀器記錄、代用資料和古氣候重建了解過去氣候變化歷史，為理解當(dāng)前氣候變化提供背景。觀測(cè)數(shù)據(jù)顯示，全球氣溫自工業(yè)革命以來顯著上升，目前已比工業(yè)革命前水平高約1.1°C。歸因研究通過模式模擬和統(tǒng)計(jì)分析，區(qū)分自然因素和人為因素對(duì)觀測(cè)到的氣候變化的貢獻(xiàn)?？茖W(xué)證據(jù)表明，當(dāng)前全球變暖主要由人為溫室氣體排放驅(qū)動(dòng)，自然因素貢獻(xiàn)相對(duì)較小。預(yù)測(cè)展望基于氣候模式和排放情景，預(yù)測(cè)未來氣候變化及其區(qū)域特征。在高排放情景下，全球溫度到本世紀(jì)末可能上升3-5°C，低排放情景下則可能控制在2°C以內(nèi)。氣候變化科學(xué)是一門跨學(xué)科領(lǐng)域，結(jié)合了氣象學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和方法。政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)負(fù)責(zé)評(píng)估氣候變化的科學(xué)基礎(chǔ)、影響和應(yīng)對(duì)策略，其第六次評(píng)估報(bào)告指出，人類活動(dòng)無疑已經(jīng)導(dǎo)致大氣、海洋和陸地變暖。氣候變化的定義科學(xué)定義氣候變化指氣候狀態(tài)的統(tǒng)計(jì)特征（平均值、變率等）的顯著變化，持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間（通常為數(shù)十年或更長(zhǎng)）。這種變化可能源于自然內(nèi)部過程、外部強(qiáng)迫（如太陽活動(dòng)變化、火山噴發(fā)）或人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣成分和土地利用持續(xù)改變。UNFCCC定義《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》將氣候變化定義為："除在類似時(shí)期內(nèi)所觀測(cè)的氣候的自然變異之外，由于直接或間接的人類活動(dòng)改變了地球大氣的組成而造成的氣候變化"。這一定義強(qiáng)調(diào)了人為因素的作用，為國(guó)際氣候政策提供基礎(chǔ)。檢測(cè)與歸因氣候變化科學(xué)的核心任務(wù)是檢測(cè)氣候變化信號(hào)并確定其原因。檢測(cè)是確認(rèn)氣候確實(shí)發(fā)生了統(tǒng)計(jì)上顯著的變化；歸因則是確定這些變化的原因。歸因研究主要通過對(duì)比包含不同強(qiáng)迫因子的氣候模式模擬結(jié)果與觀測(cè)結(jié)果，評(píng)估各因素的相對(duì)貢獻(xiàn)。IPCC第六次評(píng)估報(bào)告指出，人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體排放已經(jīng)使地球氣候系統(tǒng)處于至少數(shù)千年未有的狀態(tài)。與工業(yè)革命前（1850-1900年）相比，全球地表溫度已經(jīng)上升約1.1°C。這一變暖幅度在過去2000年中前所未有，其變暖速率在過去50年也是史無前例的?？茖W(xué)界對(duì)人類活動(dòng)是當(dāng)前變暖主因的認(rèn)識(shí)已達(dá)成高度共識(shí)。古氣候重建冰芯記錄冰芯中氣泡保存著古大氣成分信息，氧同位素比率反映過去溫度，雜質(zhì)反映大氣成分。南極冰芯可追溯至80萬年前，格陵蘭冰芯可追溯至12萬年前。從冰芯記錄可看出，當(dāng)前大氣CO?濃度遠(yuǎn)高于過去80萬年的自然變化范圍。樹輪記錄樹輪寬度和密度與生長(zhǎng)季溫度、降水有關(guān)，可提供年分辨率的氣候記錄。樹輪記錄最長(zhǎng)可追溯至11,000多年前，是中高緯度地區(qū)氣候重建的重要資料。通過樹輪分析，科學(xué)家重建了北半球過去2000年的溫度變化，表明當(dāng)前溫度處于異常高值。沉積物記錄湖泊和海洋沉積物中的生物和化學(xué)指標(biāo)可反映過去氣候條件。花粉記錄反映植被變化，有孔蟲殼體氧同位素反映海水溫度和冰量。沉積物記錄時(shí)間跨度長(zhǎng)，可達(dá)數(shù)百萬年，但時(shí)間分辨率通常較低，難以反映年際變化。通過整合多種代用資料，科學(xué)家重建了地球過去氣候的變化歷史。這些記錄顯示，過去200萬年地球經(jīng)歷了多次冰期-間冰期循環(huán)，周期約10萬年，主要受米蘭科維奇周期（地球軌道參數(shù)變化）控制。過去2000年氣候相對(duì)穩(wěn)定，但存在中世紀(jì)暖期（約950-1250年）和小冰期（約1450-1850年）等變化。當(dāng)前全球變暖的幅度和速率均遠(yuǎn)超過這些自然變化。觀測(cè)到的氣候變化全球氣候系統(tǒng)的變暖是毋庸置疑的事實(shí)。自1880年有系統(tǒng)儀器記錄以來，全球地表平均溫度已經(jīng)上升約1.1°C，其中近50年上升約0.8°C。變暖趨勢(shì)在全球各地區(qū)并不均勻，北極地區(qū)升溫速率是全球平均的約兩倍，這一現(xiàn)象被稱為"北極放大效應(yīng)"。氣候變化不僅表現(xiàn)為溫度上升，還體現(xiàn)在多個(gè)氣候指標(biāo)的變化中。全球海平面自1900年以來已上升約20厘米，近期上升速率約為每年3.7毫米。海洋吸收了大量熱量導(dǎo)致海水變暖，同時(shí)吸收了約30%的人為二氧化碳排放導(dǎo)致酸化。北極海冰快速退縮，北極夏季海冰面積自1979年以來減少了約40%。山地冰川全球范圍內(nèi)普遍退縮，永久凍土升溫和融化趨勢(shì)明顯。極端高溫事件在全球大多數(shù)陸地區(qū)域變得更頻繁，強(qiáng)降水事件在許多區(qū)域也有所增加。氣候變化的人為驅(qū)動(dòng)因素36.8全球CO?排放量十億噸/年，2019年燃燒化石燃料和工業(yè)過程產(chǎn)生的排放410大氣CO?濃度百萬分之幾(ppm)，目前水平遠(yuǎn)高于過去80萬年的水平1870大氣甲烷濃度十億分之幾(ppb)，約為工業(yè)革命前水平的2.5倍2.83溫室氣體輻射強(qiáng)迫W/m2，表示人為溫室氣體對(duì)地球能量平衡的影響程度人為氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素是溫室氣體排放增加。自工業(yè)革命以來，化石燃料燃燒、工業(yè)過程、農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土地利用變化導(dǎo)致大氣中二氧化碳、甲烷、氧化亞氮等溫室氣體濃度顯著上升。二氧化碳是貢獻(xiàn)最大的溫室氣體，目前濃度約為410ppm，比工業(yè)革命前高出約47%。土地利用變化也是重要的人為驅(qū)動(dòng)因素。森林砍伐減少了陸地碳匯能力，同時(shí)改變地表反照率和蒸散特性。城市化產(chǎn)生熱島效應(yīng)，局地溫度升高。氣溶膠排放則有復(fù)雜影響：硫酸鹽氣溶膠產(chǎn)生冷卻效應(yīng)，黑碳?xì)馊苣z產(chǎn)生溫暖效應(yīng)。臭氧層變化影響能量平衡和大氣環(huán)流。IPCC評(píng)估認(rèn)為，人類活動(dòng)是導(dǎo)致1951年以來全球變暖的主導(dǎo)因素，貢獻(xiàn)超過100%（意味著自然因素在這一時(shí)期可能產(chǎn)生了輕微的冷卻效應(yīng)）。自然氣候變化因素太陽活動(dòng)太陽活動(dòng)存在約11年的短周期變化和更長(zhǎng)期的變化。太陽輻射強(qiáng)度變化直接影響地球接收的能量，但變化幅度較小，過去幾十年約為0.1%。研究表明，自1950年以來，太陽活動(dòng)變化對(duì)全球變暖的貢獻(xiàn)很小，甚至可能是輕微負(fù)貢獻(xiàn)，因?yàn)樘柣顒?dòng)在這一時(shí)期總體呈下降趨勢(shì)。除直接輻射變化外，太陽活動(dòng)還可能通過影響宇宙射線、云量和平流層臭氧等間接途徑影響氣候，但這些機(jī)制對(duì)近期氣候變化的作用有限。歷史上，太陽活動(dòng)的長(zhǎng)期變化可能與小冰期等氣候波動(dòng)有關(guān)?；鹕絿姲l(fā)大型火山爆發(fā)向平流層注入大量硫酸鹽氣溶膠，反射太陽輻射使地表降溫。這種冷卻效應(yīng)通常持續(xù)1-3年。例如，1991年皮納圖博火山噴發(fā)導(dǎo)致全球平均溫度在隨后兩年下降約0.5°C?；鹕絿姲l(fā)還會(huì)影響降水模式和大氣環(huán)流。與太陽活動(dòng)類似，火山活動(dòng)在近幾十年對(duì)全球變暖趨勢(shì)影響有限。1991年以來沒有發(fā)生足夠強(qiáng)烈的火山噴發(fā)來顯著影響全球氣候。歷史上，1815年坦博拉火山噴發(fā)導(dǎo)致1816年成為"無夏之年"，印度尼西亞托巴超級(jí)火山噴發(fā)（約74,000年前）可能影響了全球氣候數(shù)百年。氣候模式與預(yù)測(cè)模式原理全球氣候模式(GCM)是基于物理定律的數(shù)值模型，通過求解描述氣候系統(tǒng)的流體力學(xué)、熱力學(xué)和輻射傳輸?shù)确匠探M來模擬氣候系統(tǒng)。模式將地球分為三維網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)計(jì)算氣候要素的演變?，F(xiàn)代氣候模式已發(fā)展為地球系統(tǒng)模式(ESM)，不僅包括物理氣候過程，還包括生物地球化學(xué)循環(huán)。模式評(píng)估氣候模式通過模擬過去氣候并與觀測(cè)對(duì)比來評(píng)估性能。CMIP6（第六階段耦合模式比較計(jì)劃）組織了全球主要模式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化模擬和比較。研究表明，現(xiàn)代模式能較好地模擬全球溫度變化，但在區(qū)域尺度上，特別是降水模擬方面，仍存在較大不確定性。排放情景未來氣候變化預(yù)測(cè)需要設(shè)定不同排放情景，IPCC第六次評(píng)估報(bào)告使用了共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)路徑(SSP)和代表性濃度路徑(RCP)的組合情景。例如，SSP1-1.9表示可持續(xù)發(fā)展路徑下全球變暖控制在1.9W/m2輻射強(qiáng)迫水平的情景，SSP5-8.5表示高度依賴化石燃料的高排放情景。氣候模式預(yù)測(cè)的不確定性主要來自三個(gè)方面：排放情景的不確定性（人類未來行為）、模式響應(yīng)不確定性（模式間差異）和內(nèi)部變率不確定性（氣候系統(tǒng)的自然波動(dòng)）。短期預(yù)測(cè)（數(shù)十年）中，內(nèi)部變率和模式響應(yīng)不確定性較重要；長(zhǎng)期預(yù)測(cè)（百年尺度）中，排放情景不確定性占主導(dǎo)。為減少單一模式的偏差，科學(xué)家通常使用多模式集合平均結(jié)果進(jìn)行氣候預(yù)測(cè)。未來氣候變化預(yù)測(cè)SSP1-1.9(°C)SSP2-4.5(°C)SSP5-8.5(°C)IPCC第六次評(píng)估報(bào)告預(yù)測(cè)，在不同排放情景下，全球平均地表溫度在本世紀(jì)末（2081-2100年）相對(duì)于1850-1900年的升溫范圍為1.3°C至4.8°C。只有在最低排放情景(SSP1-1.9)下，升溫可能控制在1.5°C以內(nèi)，且需經(jīng)歷短暫超過后再回落。在中等排放情景(SSP2-4.5)下，全球溫度預(yù)計(jì)將在本世紀(jì)末升高約3.0°C。氣候變化預(yù)計(jì)導(dǎo)致極端事件增加：極端高溫更頻繁、更強(qiáng)烈；強(qiáng)降水事件在多數(shù)陸地區(qū)域增加；部分地區(qū)干旱頻率和強(qiáng)度增加；強(qiáng)熱帶氣旋比例增加。海平面預(yù)計(jì)持續(xù)上升，到2100年將比1995-2014年高出約28-101厘米，具體取決于排放情景。低排放情景海平面上升較緩慢，但即使溫室氣體排放大幅減少，由于海洋熱膨脹和冰川融化的持續(xù)性，海平面將繼續(xù)上升數(shù)百年。氣候臨界點(diǎn)格陵蘭冰蓋消融研究表明，全球變暖1.5-2.0°C可能是格陵蘭冰蓋穩(wěn)定性的臨界點(diǎn)。超過這一閾值，冰蓋可能進(jìn)入不可逆的融化狀態(tài)。完全融化將導(dǎo)致全球海平面上升約7米，過程可能持續(xù)數(shù)百至數(shù)千年。亞馬遜雨林轉(zhuǎn)變亞馬遜雨林面臨氣候變化和砍伐的雙重威脅。模型預(yù)測(cè)，在某一變暖和干燥閾值下，部分雨林可能轉(zhuǎn)變?yōu)橄洳菰?。這將釋放大量碳到大氣中，進(jìn)一步加速變暖，影響全球生物多樣性和區(qū)域水循環(huán)。大西洋環(huán)流減弱大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流(AMOC)將熱量從赤道輸送到北大西洋。觀測(cè)表明，AMOC已減弱約15%。進(jìn)一步減弱將顯著影響歐洲和北美氣候，可能導(dǎo)致歐洲溫度下降、北大西洋風(fēng)暴路徑改變和全球降水帶移動(dòng)。氣候臨界點(diǎn)是指氣候系統(tǒng)某一組成部分可能經(jīng)歷突然且不可逆轉(zhuǎn)變化的閾值。一旦超過特定溫度閾值，系統(tǒng)可能從一種狀態(tài)快速轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N狀態(tài)，即使移除原始強(qiáng)迫，也難以回到初始狀態(tài)。其他潛在臨界點(diǎn)包括：西南極冰蓋不穩(wěn)定性（海平面上升約3.3米）、永久凍土大規(guī)模融化釋放溫室氣體、珊瑚礁系統(tǒng)大規(guī)模死亡等。臨界點(diǎn)之間可能存在級(jí)聯(lián)效應(yīng)，一個(gè)系統(tǒng)的崩潰可能觸發(fā)其他系統(tǒng)的臨界點(diǎn)。雖然大多數(shù)臨界點(diǎn)的確切閾值尚不完全確定，但科學(xué)證據(jù)表明，將全球升溫限制在較低水平可以顯著降低觸發(fā)多個(gè)氣候臨界點(diǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。目前對(duì)這些臨界點(diǎn)預(yù)警系統(tǒng)的研究正在進(jìn)行中，通過監(jiān)測(cè)關(guān)鍵指標(biāo)，希望能提前發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)可能接近臨界點(diǎn)的信號(hào)。第六部分：氣候變化的影響生態(tài)系統(tǒng)物種分布范圍北移和高海拔遷移，生物季節(jié)性活動(dòng)改變，生物多樣性損失，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能變化。海洋升溫和酸化導(dǎo)致珊瑚白化，熱帶雨林面臨干旱脅迫。水資源降水模式改變導(dǎo)致部分地區(qū)干旱頻率增加，其他地區(qū)洪水風(fēng)險(xiǎn)上升。冰川融化影響高山地區(qū)下游水資源供應(yīng)，海平面上升導(dǎo)致沿海地區(qū)咸水入侵。糧食安全溫度上升、降水變化和極端天氣增加影響作物產(chǎn)量。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響在低緯度地區(qū)普遍為負(fù)面，在高緯度地區(qū)可能初期為正面，長(zhǎng)期為負(fù)面。人類社會(huì)極端天氣導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施損壞，海平面上升威脅沿海城市，健康風(fēng)險(xiǎn)增加，氣候移民問題顯現(xiàn)。氣候變化可能加劇社會(huì)不平等，弱勢(shì)群體受影響最大。氣候變化的影響是全球性的，但分布不均，發(fā)展中國(guó)家和弱勢(shì)群體面臨更大風(fēng)險(xiǎn)。氣候變化影響的嚴(yán)重程度取決于變暖幅度、脆弱性和暴露度。將全球變暖控制在1.5°C而非2°C，可以顯著減少多種氣候影響的風(fēng)險(xiǎn)。然而，即使是1.5°C的變暖也會(huì)導(dǎo)致顯著影響，需要社會(huì)各方面采取積極適應(yīng)措施。氣候變化對(duì)自然系統(tǒng)的影響冰凍圈退縮全球山地冰川普遍退縮，北極海冰快速減少。1979年以來，北極夏季海冰面積減少約40%。永久凍土區(qū)域溫度升高，導(dǎo)致廣泛融化。西南極和格陵蘭冰蓋質(zhì)量損失加速，貢獻(xiàn)了約三分之一的全球海平面上升。生物多樣性影響約50%的受評(píng)估物種已經(jīng)開始向極地或高海拔遷移以適應(yīng)溫度上升。許多物種的季節(jié)性活動(dòng)時(shí)間發(fā)生改變，如春季提前開花、鳥類提前遷徙。這些變化導(dǎo)致物種間相互作用失調(diào)，如植物與授粉者、捕食者與獵物之間的時(shí)間錯(cuò)配，影響整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋吸收了氣候系統(tǒng)約93%的額外熱量，導(dǎo)致海水溫度上升。同時(shí)，吸收了約30%的人為二氧化碳排放，導(dǎo)致海水酸化。這些變化導(dǎo)致珊瑚礁大規(guī)模白化，熱帶珊瑚礁面臨全球覆蓋范圍減少70-90%的風(fēng)險(xiǎn)。海洋生物向極地遷移，熱帶海洋生物多樣性下降。氣候變化對(duì)水資源的影響氣候變化通過多種途徑影響全球水循環(huán)。根據(jù)"干燥地區(qū)更干燥，濕潤(rùn)地區(qū)更濕潤(rùn)"的基本規(guī)律，全球降水模式正在發(fā)生變化。地中海、南部非洲、澳大利亞和美國(guó)西南部等副熱帶干旱區(qū)域降水量減少，干旱風(fēng)險(xiǎn)增加；而高緯度地區(qū)和熱帶濕潤(rùn)地區(qū)降水量增加，洪水風(fēng)險(xiǎn)上升。冰川退縮對(duì)依賴冰川融水的山區(qū)下游地區(qū)水資源產(chǎn)生重大影響。短期內(nèi)，冰川加速融化可能增加徑流，長(zhǎng)期則會(huì)減少穩(wěn)定水源供應(yīng)。在安第斯山脈、喜馬拉雅山脈和中亞山區(qū)，這種變化可能影響數(shù)億人口的水資源可獲取性。海平面上升導(dǎo)致沿海地區(qū)地下水咸化，影響飲用水和農(nóng)業(yè)用水。隨著氣候變化加劇，預(yù)計(jì)全球面臨水資源壓力的人口將顯著增加，特別是在已經(jīng)缺水的中東、北非和南亞地區(qū)。氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)的影響溫度影響全球升溫對(duì)農(nóng)業(yè)的影響因地區(qū)而異。在高緯度地區(qū)，生長(zhǎng)季延長(zhǎng)和CO?施肥效應(yīng)可能初期提高作物產(chǎn)量；而在低緯度地區(qū)，高溫脅迫超過作物生理耐受閾值，導(dǎo)致產(chǎn)量下降。研究表明，全球變暖每增加1°C，全球主要谷物產(chǎn)量平均下降約6%，其中玉米下降7.4%，小麥下降6.0%，水稻下降3.2%。水資源變化降水模式變化和蒸發(fā)增加導(dǎo)致農(nóng)業(yè)水資源條件改變。干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)面臨水資源短缺加劇問題；而某些地區(qū)強(qiáng)降水增加，可能導(dǎo)致水澇和水土流失。灌溉依賴冰川融水的地區(qū)（如南亞、安第斯地區(qū)）面臨長(zhǎng)期水源不穩(wěn)定風(fēng)險(xiǎn)。病蟲害風(fēng)險(xiǎn)溫暖環(huán)境有利于許多農(nóng)業(yè)病蟲害的生存和繁殖，擴(kuò)大其地理分布范圍，延長(zhǎng)活動(dòng)季節(jié)。過去難以在某些地區(qū)存活的害蟲可能隨氣候變暖向高緯度和高海拔地區(qū)擴(kuò)散。同時(shí)，氣候變化對(duì)病蟲害天敵也有影響，可能打破生態(tài)平衡。氣候變化對(duì)全球糧食安全構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。雖然CO?濃度升高可能在某種程度上促進(jìn)植物光合作用（CO?施肥效應(yīng)），但研究表明高CO?條件下生長(zhǎng)的作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可能下降，蛋白質(zhì)、鋅和鐵等重要營(yíng)養(yǎng)素含量減少。氣候變暖還將改變農(nóng)業(yè)適應(yīng)區(qū)，北半球農(nóng)業(yè)適應(yīng)區(qū)北移，高海拔區(qū)域農(nóng)業(yè)可能擴(kuò)展，而許多熱帶和亞熱帶地區(qū)可能變得不適宜某些作物種植。氣候變化對(duì)人類健康的影響熱相關(guān)疾病高溫直接導(dǎo)致熱應(yīng)激、中暑和熱相關(guān)死亡增加。研究表明，全球每年約有37%的熱相關(guān)死亡可歸因于人為氣候變化。城市熱島效應(yīng)使城市居民面臨更大風(fēng)險(xiǎn)，特別是老人、兒童和慢性病患者等脆弱群體。隨著極端高溫事件增加，預(yù)計(jì)熱相關(guān)疾病將顯著上升，特別是在低緯度人口密集地區(qū)。傳染病變化氣候變暖擴(kuò)大了蚊蟲等疾病媒介的適宜生存區(qū)域，延長(zhǎng)了傳播季節(jié)。瘧疾、登革熱、寨卡病毒等媒介傳播疾病的分布范圍預(yù)計(jì)將擴(kuò)大到先前不適宜的地區(qū)。水溫升高也可能增加水傳播疾?。ㄈ缁魜y）的風(fēng)險(xiǎn)。極端降水增加可能導(dǎo)致水體污染，增加腹瀉疾病發(fā)生率?？諝赓|(zhì)量氣候變化通過多種機(jī)制影響空氣質(zhì)量。高溫促進(jìn)地面臭氧形成；森林火災(zāi)頻率增加產(chǎn)生更多煙霧；干旱條件增加粉塵和顆粒物；溫暖季節(jié)延長(zhǎng)導(dǎo)致花粉季節(jié)延長(zhǎng)，影響過敏和哮喘患者。研究預(yù)測(cè)，氣候變化導(dǎo)致的空氣質(zhì)量惡化可能抵消污染控制政策帶來的部分改善。極端天氣事件（洪水、風(fēng)暴、野火等）增加直接導(dǎo)致傷亡，并可能損害醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施，中斷衛(wèi)生服務(wù)。氣候變化還通過影響糧食安全、水資源和生計(jì)間接影響健康，可能導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)不良、心理健康問題和社會(huì)沖突風(fēng)險(xiǎn)增加。氣候變化對(duì)健康的影響在不同人群間分布不均，低收入社區(qū)、老年人、戶外工作者和已有健康問題的人群面臨更大風(fēng)險(xiǎn)。氣候變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響$520B年均損失全球每年因氣候相關(guān)災(zāi)害的經(jīng)濟(jì)損失200M潛在移民到2050年可能因氣候因素遷移的人口數(shù)量$69T全球成本到2100年控制全球變暖在2°C所需的累計(jì)投資18%GDP損失3°C變暖情景下，部分熱帶國(guó)家可能的GDP減少比例氣候變化對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的影響包括：海平面上升威脅沿海城市和基礎(chǔ)設(shè)施；極端天氣損壞建筑物、道路和電力系統(tǒng)；永久凍土融化威脅北極地區(qū)建筑物和管道穩(wěn)定性；高溫增加能源需求并降低發(fā)電效率。這些影響導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失，不僅包括直接修復(fù)成本，還包括業(yè)務(wù)中斷和服務(wù)中斷的間接成本。氣候變化加劇了社會(huì)不平等。發(fā)展中國(guó)家和低收入社區(qū)往往暴露于更高風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)適應(yīng)能力較弱。脆弱群體包括依賴自然資源生計(jì)的人群（如小農(nóng)）、資源有限的社區(qū)、老年人和兒童。生活條件惡化可能導(dǎo)致氣候移民增加，加劇區(qū)域不穩(wěn)定性和沖突風(fēng)險(xiǎn)。然而，及時(shí)減緩和適應(yīng)行動(dòng)可以顯著降低這些風(fēng)險(xiǎn)，創(chuàng)造更公平、可持續(xù)的發(fā)展機(jī)會(huì)。區(qū)域氣候變化特點(diǎn)氣候變化在全球各地區(qū)表現(xiàn)出不同特點(diǎn)。北極地區(qū)升溫最為顯著，速率約為全球平均的3倍，導(dǎo)致海冰和永久凍土快速減少。中緯度地區(qū)極端天氣事件增加，包括熱浪、強(qiáng)降水和干旱。地中海地區(qū)面臨"熱點(diǎn)"風(fēng)險(xiǎn)，預(yù)計(jì)變得更加干燥，水資源壓力增加。熱帶地區(qū)氣候變化速率雖低于高緯度地區(qū)，但因適應(yīng)能力有限而脆弱性高。熱帶海洋面臨珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化風(fēng)險(xiǎn)。熱帶氣旋強(qiáng)度預(yù)計(jì)增加，雖然總數(shù)可能不變或減少。小島嶼國(guó)家面臨海平面上升、風(fēng)暴潮加劇和淡水資源減少的多重威脅。高山地區(qū)冰川退縮速率加快，影響下游水資源和生態(tài)系統(tǒng)。城市地區(qū)因熱島效應(yīng)面臨更高熱風(fēng)險(xiǎn)，基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)受極端天氣事件威脅。中國(guó)氣候變化特點(diǎn)中國(guó)氣候變暖速率顯著高于全球平均水平，1951-2020年全國(guó)平均氣溫上升速率約為每10年0.24°C，近幾十年上升速率更快。溫度上升在區(qū)域上存在明顯差異：北部地區(qū)升溫速率高于南部地區(qū)，青藏高原升溫尤為顯著，其升溫速率約為全國(guó)平均的2倍。降水格局也發(fā)生明顯變化，呈現(xiàn)"南澇北旱"特征：華北、東北等北方地區(qū)降水減少趨勢(shì)明顯，而長(zhǎng)江流域等南方地區(qū)則呈增加趨勢(shì)。極端氣候事件頻率普遍增加，包括高溫?zé)崂恕?qiáng)降水、干旱和臺(tái)風(fēng)。這些變化對(duì)中國(guó)水資源、農(nóng)業(yè)、生態(tài)系統(tǒng)和城市發(fā)展帶來重大挑戰(zhàn)，特別是在缺水的北方地區(qū)和人口密集的沿海地區(qū)。第七部分：應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)國(guó)際治理全球氣候治理框架包括《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、《京都議定書》和《巴黎協(xié)定》等，通過國(guó)際談判促進(jìn)全球合作減緩氣候變化。減緩行動(dòng)減緩溫室氣體排放的各種措施，包括發(fā)展可再生能源、提高能效、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和消費(fèi)方式等，減少人類活動(dòng)對(duì)氣候系統(tǒng)的干擾。適應(yīng)策略針對(duì)已經(jīng)發(fā)生和未來可能發(fā)生的氣候變化影響，調(diào)整自然或人類系統(tǒng)以降低損害或利用有利機(jī)會(huì)的措施?？沙掷m(xù)發(fā)展將氣候行動(dòng)與可持續(xù)發(fā)展整合，尋求經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境目標(biāo)間的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)更公平可持續(xù)的發(fā)展模式。應(yīng)對(duì)氣候變化需要采取綜合行動(dòng)，包括減緩溫室氣體排放和適應(yīng)氣候變化影響兩大類措施。有效應(yīng)對(duì)氣候變化需要政府、企業(yè)、社區(qū)和個(gè)人在各層面采取行動(dòng)，同時(shí)需要考慮氣候行動(dòng)與減貧、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生物多樣性保護(hù)等目標(biāo)的協(xié)同關(guān)系。近年來，全球氣候行動(dòng)呈現(xiàn)積極勢(shì)頭，越來越多國(guó)家和地區(qū)提出碳中和目標(biāo)。然而，當(dāng)前全球減排力度與實(shí)現(xiàn)《巴黎協(xié)定》溫控目標(biāo)仍有顯著差距，需要加大減排力度并加快適應(yīng)行動(dòng)，特別是支持發(fā)展中國(guó)家提高氣候韌性。技術(shù)創(chuàng)新、政策制定和行為改變將是成功應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵。全球氣候治理《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》1992年在里約地球峰會(huì)上通過，1994年生效，為全球應(yīng)對(duì)氣候變化奠定了基本框架。公約確立了"共同但有區(qū)別的責(zé)任"原則，要求發(fā)達(dá)國(guó)家?guī)ь^減排。目前已有197個(gè)締約方，幾乎實(shí)現(xiàn)全球普遍參與。公約建立了常設(shè)秘書處和締約方大會(huì)(COP)機(jī)制?！毒┒甲h定書》1997年通過，2005年生效，是第一個(gè)具有法律約束力的國(guó)際氣候協(xié)議。議定書對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家設(shè)定了具體減排目標(biāo)，建立了碳交易等靈活機(jī)制。第一承諾期(2008-2012年)大多數(shù)國(guó)家實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，第二承諾期(2013-2020年)參與國(guó)減少。議定書未對(duì)主要發(fā)展中國(guó)家設(shè)定減排義務(wù)，美國(guó)未批準(zhǔn)?！栋屠鑵f(xié)定》2015年通過，2016年生效，標(biāo)志著全球氣候治理新階段。協(xié)定設(shè)定將全球平均溫度升幅控制在工業(yè)化前水平以上"低于2°C"，并努力限制在1.5°C以內(nèi)的長(zhǎng)期目標(biāo)。采用"自下而上"方式，各國(guó)自主決定貢獻(xiàn)(NDC)，并定期提高力度。包含減緩、適應(yīng)、資金、技術(shù)、能力建設(shè)和透明度等多方面內(nèi)容。全球氣候治理面臨多重挑戰(zhàn)，包括：發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家在責(zé)任分擔(dān)上的分歧；減排承諾與實(shí)際行動(dòng)間的差距；氣候資金的充足性、可及性和公平分配；技術(shù)轉(zhuǎn)讓障礙；以及部分國(guó)家的政治意愿不足等。然而，近年來全球氣候行動(dòng)呈現(xiàn)積極勢(shì)頭，越來越多國(guó)家提出碳中和目標(biāo)，氣候變化議題在國(guó)際政治中的重要性日益提升。減緩氣候變化策略能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型能源生產(chǎn)和使用是溫室氣體排放的最大來源，占全球排放的約73%。轉(zhuǎn)向低碳能源系統(tǒng)是減緩氣候變化的核心。太陽能和風(fēng)能成本近十年下降約90%和70%，使可再生能源成為許多地區(qū)最經(jīng)濟(jì)的發(fā)電方式。水電、生物質(zhì)能、地?zé)岷秃四芤彩堑吞寄茉催x項(xiàng)。工業(yè)與建筑減排工業(yè)部門通過能效提升、原料替代、循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式和生產(chǎn)工藝創(chuàng)新減少排放。鋼鐵、水泥等高排放行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)，需開發(fā)氫能冶金等突破性技術(shù)。建筑領(lǐng)域通過提高建筑能效標(biāo)準(zhǔn)、改進(jìn)供暖制冷系統(tǒng)和使用低碳建材減少排放，既有建筑改造和新建零碳建筑同等重要。交通低碳化交通部門減排途徑包括：電動(dòng)化（電動(dòng)汽車、電氣化鐵路）；發(fā)展公共交通和步行騎行等低碳出行方式；提高燃油效率；使用生物燃料和氫能等替代燃料。航空和航運(yùn)等難減排領(lǐng)域需要開發(fā)生物航油、合成燃料、氨燃料等解決方案。城市規(guī)劃也能通過減少出行需求降低交通排放。碳捕集與封存(CCS)技術(shù)可捕獲工業(yè)和能源生產(chǎn)過程中的二氧化碳，通過管道輸送并永久封存在地下地質(zhì)構(gòu)造中。CCS可用于減少燃煤電廠、天然氣加工、水泥和鋼鐵生產(chǎn)等難以完全脫碳行業(yè)的排放。負(fù)排放技術(shù)，如生物質(zhì)能碳捕集與封存(BECCS)和直接空氣碳捕集(DAC)，可從大氣中移除已排放的二氧化碳?？沙掷m(xù)土地管理能夠減少土地利用變化導(dǎo)致的排放并增加碳匯。關(guān)鍵措施包括：減少森林砍伐；加強(qiáng)森林管理和再造林；改進(jìn)農(nóng)業(yè)實(shí)踐（如保護(hù)性耕作、作物輪作、優(yōu)化施肥）；恢復(fù)退化土地和濕地；以及可持續(xù)畜牧業(yè)實(shí)踐。這些措施往往具有減緩氣候變化、保護(hù)生物多樣性和提高社區(qū)適應(yīng)能力的多重效益。適應(yīng)氣候變化策略基于生態(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)利用自然生態(tài)系統(tǒng)的功能和服務(wù)幫助人類適應(yīng)氣候變化影響，如紅樹林和濱海濕地可作為海岸防護(hù)屏障減緩風(fēng)暴潮，也能隨海平面上升自然調(diào)整；城市綠色空間可緩解熱島效應(yīng)并吸收暴雨徑流，減輕洪水風(fēng)險(xiǎn)；農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)增強(qiáng)農(nóng)業(yè)韌性，通過多樣化種植降低氣候風(fēng)險(xiǎn)?；谏鷳B(tài)系統(tǒng)的適應(yīng)措施通常比傳統(tǒng)工程方案更具成本效益，且能提供碳儲(chǔ)存、生物多樣性保護(hù)和生計(jì)支持等協(xié)同效益。例如，中國(guó)長(zhǎng)江流域的"海綿城市"項(xiàng)目通過恢復(fù)城市濕地和建設(shè)雨水花園，有效管理洪水風(fēng)險(xiǎn)并緩解城市熱島效應(yīng)。工程與基礎(chǔ)設(shè)施適應(yīng)包括建設(shè)物理防護(hù)設(shè)施（海堤、防洪堤、調(diào)蓄水庫(kù)）；改善建筑標(biāo)準(zhǔn)以應(yīng)對(duì)極端天氣；升級(jí)排水系統(tǒng)應(yīng)對(duì)強(qiáng)降水；調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)施選址避開高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；加強(qiáng)水資源管理（如水資源回收利用、海水淡化、雨水收集）；以及開發(fā)適應(yīng)氣候變化的新型建筑材料和技術(shù)。荷蘭的"與水共處"戰(zhàn)略將傳統(tǒng)防洪工程與"給河流空間"相結(jié)合，沿主要河流設(shè)計(jì)洪泛區(qū)；新加坡的"四個(gè)國(guó)家水龍頭"戰(zhàn)略通過集雨、進(jìn)口、回收和海水淡化多渠道保障水安全；日本的"超級(jí)堤防"不僅加強(qiáng)防洪能力，也創(chuàng)造了宜居空間，顯示了適應(yīng)措施的多功能設(shè)計(jì)。碳中和路徑2060中國(guó)碳中和目標(biāo)年中國(guó)承諾2030年前碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和2050歐盟碳中和目標(biāo)年《歐洲綠色協(xié)議》設(shè)定2050年前實(shí)現(xiàn)氣候中和2050美國(guó)碳中和目標(biāo)年拜登政府宣布2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放經(jīng)濟(jì)130+碳中和承諾國(guó)家全球已有超過130個(gè)國(guó)家提出碳中和目標(biāo)碳中和是指通過減少排放和增加碳匯，使人為溫室氣體排放與移除達(dá)到平衡狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)碳中和需要能源、工業(yè)、交通、建筑和土地利用等各部門協(xié)同減排。能源部門是核心，需大規(guī)模部署可再生能源、提高能效、發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)、改造電網(wǎng)系統(tǒng)和逐步淘汰化石燃料；交通部門需電動(dòng)化和發(fā)展公共交通；工業(yè)部門需工藝創(chuàng)新和材料替代；建筑部門需提高能效和清潔供熱。實(shí)現(xiàn)碳中和面臨多重挑戰(zhàn)，包括：鋼鐵、水泥等難減排行業(yè)需要的突破性技術(shù)尚未規(guī)?；?；可再生能源間歇性需大規(guī)模長(zhǎng)期儲(chǔ)能解決方案；基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級(jí)需巨額投資；區(qū)域和群體間的公平轉(zhuǎn)型問題。中國(guó)的碳中和戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，堅(jiān)持先立后破，構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，并調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和提高資源利用效率。氣候變化與可持續(xù)發(fā)展減貧與氣候行動(dòng)氣候變化與貧困互為因果：氣候影響對(duì)貧困人口打擊最大；而貧困又限制適應(yīng)能力。韌性基礎(chǔ)設(shè)施、氣候智能農(nóng)業(yè)和社會(huì)保障體系等氣候適應(yīng)措施可同時(shí)減少貧困和增強(qiáng)氣候韌性；清潔能源普及可提供能源獲取同時(shí)減少排放。健康與氣候行動(dòng)應(yīng)對(duì)氣候變化的許多措施能帶來顯著健康協(xié)同效益。減少化石燃料使用改善空氣質(zhì)量，每年可避免數(shù)百萬過早死亡；推廣步行和騎行等低碳出行增加體力活動(dòng)；植物性飲食減少肉類消費(fèi)有利