第四纪气候变化机制研究的进展与问题

自从本世纪５０年代海洋沉积氧同位素记录被揭示以来，经典的陆地４次冰期理论被新的认识所取代，人们发现第四纪以来冰期－间冰期旋回远远不止４次，并且从深海沉积和陆地黄土获取的古气候变化记录与地球轨道参数变化可以对比，为揭示第四纪古气候变化机制构建了明确的框架。近年来有关末次冰期不稳定气候事件的揭示也为深入认识古气候变化特征提供了新的证据。然而冰期－间冰期旋回机制、南北半球在冰期－间冰期循环过程中的耦合机制以及气候不稳定事件发生机制仍然是困扰古气候研究者的重大问题。

习近平在巴黎气候大会上讲话:建立公平有效全球应对气候变化机制

本刊讯中国国家主席习近平11月30日在巴黎出席气候变化巴黎大会开幕式并发表重要讲话，强调各方要展现诚意、坚定信心、齐心协力，推动建立公平有效的全球应对气候变化机制，实现更高水平全球可持续发展，构建合作共赢的国际关系。

中国学者提出热带地区气候变化新驱动机制有助于预测未来气候变化趋势

2011年4月26日，《自然·通讯》发表了中国科学技术大学极地环境研究室孙立广课题组的研究成果《过去千年南海水文变化与太平洋沃克环流变化》。该成果对南海地区过去千年降雨变化进行了研究，并对热带太平洋地区气候变化机制提出了新的认识。

气候变化经济学的影响与适应

在过去的20年中,我们开展了很多关于气候变化机制性问题的研究,现在到了应该如何应对全球气候变暖的关键时期。亚洲开发银行曾经开展了＂东南亚气候变化经济学＂的研究,指出如果全球变暖问题得不到有效解决,印度尼西亚、菲律宾、泰国和越南等东南亚国家将遭受极为严重的影响。

《巴黎协定》为2020年后全球应对气候变化行动作出安排

2015年12月12日晚巴黎气候变化大会通过全球气候变化新协定——《巴黎协定》。协定共29条，包括目标、减缓、适应、损失损害、资金、技术、能力建设、透明度、全球盘点等内容，确立了2020年后以国家自主贡献为主体的国际应对气候变化机制安排。并指出，各方将加强对气候变化威胁的全球应对，本世纪下半叶实现温室气体净零排放。

应对气候变化的技术革命

气候变化带来的不利影响已经成为人类面临的巨大挑战。经过多年努力和协调,国际社会形成了以联合国气候变化框架公约（UNFCCC）为主的应对气候变化机制。在这个机制下,减缓气候变化、适应气候变化、气候资金和技术成为人类应对气候变化的4个主要手段。如果把人类应对气候变化的事业比喻为一座大厦，减缓、适应、资金和技术则是构造这个大厦的砖瓦。在这4个因素中，

千百年尺度气候快速变化及其数值模拟研究进展

千百年尺度全球气候快速变化是古气候研究中的一个重要内容。研究发现,末次冰期和全新世都存在着千年、百年尺度的快速气候变化,其变化幅度可以达到典型的地质变化或天文因子所造成的冰期/间冰期的气候振荡幅度,同时这些古气候事件具有全球性。对冰期和全新世气候变化的数值模拟揭示了气候系统对地球轨道参数变化的响应以及海洋、植被、冰盖、温室气体等反馈因子的重要性,其中大洋温盐环流对北大西洋淡水注入的敏感性与末次冰期和全新世气候快速变化密切相联。利用中等复杂程度的气候模式（EM IC）CLIMBER-2模拟了末次冰期典型时段（60~20ka BP）D/O和Heinrich事件以及东亚气候的响应过程。模拟研究揭示了全新世青藏高原冰雪环境对亚洲—非洲季风气候的显著影响。今后的古气候模拟研究将在改进模式分辨率、结合古气候代用资料确定更加符合历史时期边界条件以进一步改善气候模式的基础上,更加注重气候突变机制的研究以及加强全球变化背景下的区域气候的长期变化研究。

始新世-渐新世气候转变研究进展

始新世—渐新世(E—O)气候转变(34Ma前后)是新生代气候演化过程中最显著的变冷事件之一,标志着地球气候由"温室"进入"冰室"。这一转变伴随着地球环境的一系列重大变化,对于研究新生代气候变冷的驱动机制、区域气候对全球重大气候事件的响应方式、重大气候事件对生态环境及生物演替的影响等具有重要意义。近年来地质记录和气候模拟在E—O转变研究上取得了一系列重要进展:①不同纬度区的地质记录揭示出这一转变伴随着全球性的显著降温,指示其触发因素是全球性的;②气候模拟研究揭示出大气CO2浓度降低及与之联系的全球碳循环变化是导致这一转变的主因,否定了传统认为的环南极流形成导致E—O气候变冷的假说;③深海沉积记录揭示出这一转变过程持续400～500ka,表现为全球降温和南极冰盖形成先后两阶段变化;④海—陆气候记录的对比初步揭示出陆地区域的干旱化可能主要与全球降温(对应于E—O转变的第一阶段)相关。当前对E—O气候转变的研究还存在地质记录分辨率不够高、模拟结果与地质记录不完全吻合、陆地记录相对较少等方面的不足。更精确的大气CO2浓度和温度的重建、更多高分辨率海—陆气候记录的研究以及古气候数值模拟的改进有望进一步揭示出E—O转变过程中气候系统各要素的变化特征和相互关系,为更深入认识这一转变的驱动机制提供依据。

古气候数值模拟:进展评述

数值模拟是古气候研究的一个重要内容。过去30年来,古气候数值模拟研究在相当程度上深化了我们对古气候变化机制的理解。在轨道尺度上,数值模拟证明了冰后期气候系统变化主要是对地球轨道参数变化的响应,同时揭示了温室气体、植被、海洋、冰盖等反馈因子的重要性。针对短尺度气候变化,数值模拟揭示出大洋传送带对北大西洋淡水注入的敏感性。在构造尺度上,数值模拟揭示了气候系统对于高原抬升、海道开合、大陆漂移导致的古地理变化、大气CO2浓度变化和太阳常数变化等的响应,揭示了气候系统突变对驱动因子阈值的敏感性。目前,古气候模拟研究中还存在分辨率不高、模拟结果与记录不完全吻合、模拟的边界条件不清楚等诸多问题。今后古气候模拟研究的改进有赖于模式的改进和计算机运算速度的提高,也有赖于对变化机制的更深理解和对边界条件更精确的重建。

《生态气候学:概念与应用(第二版)》评介

生态气候学将生态学和气候学的相关领域进行交叉集成研究,有望弥合气候学和生态学两个学科之间的鸿沟,特别有助于气候学领域的研究人员理解如何在气候模式中利用植被过程数据。北京师范大学延晓冬教授等翻译的《生态气候学:概念与应用(第二版)》(气象出版社,2017年出版),是一本令人印象深刻的书,原著Ecological Climatology:Concepts and Applications(Second Edition)于2 0 0 8年由C a m b r i d g e University Press出版。该书的作者Gordon B.Bonan是NCAR(美国国家大气研究中心)的高级研究员,主要研究方向为陆地生态系统与气候的交互。该书作为Bonan的代表作,把生态学和气候学的相关领域合并成生态气候学交叉集成研究,涵盖了生态学、气候学领域的诸多方面内容,如生态特征、植被与气候的交互作用、水与能量平衡、植物过程(如光合作用和植被冠层过程)。本书引入了一个跨学科的框架来理解陆地生态系统和气候变化之间的相互作用,回顾了基本的气象、水文和生态概念,介绍了陆地生态系统影响气候和受气候影响的物理、化学和生物过程。特别地,这本书的关键主题是陆地生态系统(特别是森林生态系统)如何对气候产生影响。这一主题与过去人们普遍认为的“气候影响生态系统的功能和结构”形成了鲜明的对比。与第一版相比,在第二版中,作者采用的写作风格更加通俗易懂。在每一章的结尾都提供了习题,答案可以在互联网上找到。这些习题可以很好地测试读者对每一章的理解程度。本书包括七个部分,一共30章。第一部分(第2~3章)介绍了地球系统及其组成(大气圈、水圈、冰冻圈等)、全球循环。第二部分(第4~8章)深入研究了全球物理气候学,包括对地球气候、气候变异和气候变化机制的研究。第三部分(第9~10章)是关于土壤过程的,包括土壤物理和土壤生物地球化学。第四部分(第11~15章)介绍了水文气象学,从基础知识(比如陆地水循环和流域水文)开始,然后引出主题(地表能量通量和湍流通量)。

中科大提出热带太平洋地区世纪尺度气候变化的新机制

中国科技大学极地环境研究室孙立广教授通过对南海地区过去千年降雨变化的研究，对热带太平洋地区世纪尺度的气候变化机制提出了新的认识。

气候公约快速启动资金实现进展与发达国家环境履约新动向

哥本哈根协议提出在2010到2012年期间,发达国家要投入300亿美元的新的、额外的快速启动资金,2020年要达到每年1000亿美元的气候变化资金投入。如何落实供资承诺,成为发达国家体现政治诚意、促进国际多边谈判信任、推动环境公约谈判进展的关键。文章从公约谈判快速启动资金的落实情况入手,分析了环境履约资金承诺兑现的新特点与走向,并为发展中国家在资金谈判中如何应对这种变化提出建议。

过去2000年全球典型暖期的形成机制及其影响

通过对中国不同地区气候序列重建与暖期气候特征、气候驱动因子变化分析与典型暖期成因机制模拟诊断、暖期气候对中国社会经济的影响与人类适应、北半球温度变化及典型暖期协同特征等问题的研究,发现:(1)20世纪气候增暖在过去2000年中并非空前,但20世纪气候增暖在北半球几乎同步,而中世纪增暖在空间上则存在幅度和位相差异;这主要是因为20世纪全球增暖主要受温室气体增加驱动的"大气稳定机制"、而中世纪增暖主要受太阳短波辐射变化驱动的"海洋恒温机制"所致.(2)与2008年初中国南方"雨雪冰冻"相似的极端寒冷事件可能对温度年代际变化有早期预警意义,当前的"增暖停滞"可能是自然变率导致的气候由暖转冷的一个早期信号.(3)中国历史上的社会经济波动与气候变化之间存在"冷抑暖扬"的对应特征;但与暖期相伴的社会经济发展与人口膨胀也增加了对资源与环境的压力,使得在出现温度下降、降水减少等重大气候转折时,容易导致人地关系失衡、甚至触发社会危机.这些结果增进了对年代至百年尺度气候变化特征与机制的理解,也对我国适应未来气候变化具有参考价值.

地质地球所揭示末次冰消期东亚海洋变暖超前陆地机制

中科院地质地球所吕厚远研究组及合作者完成的关于末次冰消期东亚海洋、陆地气候转暖不同步的研究揭示了2万年来，全球气候从寒冷的冰期向温暖的问冰期变暖过程中，在东亚地区，海洋变暖超前陆地气候变暖约3——4年，提出了热带海洋和北半球高纬度气候驱动海一陆气候转暖不同步的新认识，增进了对全球转暖背最下东业季风Ⅸ气候变化机制的理解。

碳关税的博弈与环境贸易措施的新趋向

全球气候变化使人类面临巨大挑战,在国际社会建立气候变化多边机制努力艰难情势下,美国单边推出碳关税措施,对未采取相应温室气体减排措施的国家进口的能源密集型和碳密集型产品征收的二氧化碳排放税,在国际上引起轩然大波。本文通过探析美国碳关税法案背后的政策考量,对其作为单边措施的合理性和在WTO体制下的合法性提出质疑,揭露碳关税贸易保护义实质。但是本文也认为随着低碳理念在全球的深入,WTO规则也不断完善自身环境贸易规则,加强单边环境贸易措施约束机制的建设,碳关税作为一种边境调节税有被纳入多边贸易体制的可能性。因此,我国应对此应及早做出战略安排。

专注绝对辐射测量技术引领空间光学遥感发展——中国科学院长春光学精密机械与物理研究所辐射计量课题组研究成果

气候变化是当今世界面对的巨大挑战之一,科学界正致力于研究气候变化机制。太阳总辐照度(TSI)是国际社会在充分考虑气候变化研究需求基础上提出来的光学领域的重要关键参量之一,只有对影响气候变化的重要参量在适当不确定度基础上进行足够长期的观测,建立关键数据链,才能够在整个气候变化研究中明确产生变化的原因以及随之带来的结果,进而更可靠地预测未来气候发展趋势。