现有巴黎气候承诺将使海平面在2300年前上升“一米”

Waves crash against the coastal wall in the village of Carnlough as high tides and strong winds cause some flooding in coastal areas of Northern Ireland January 3, 2014. REUTERS/Cathal McNaughton (NORTHERN IRELAND - Tags: ENVIRONMENT) - GM1EA131TKB02
Waves crash against the coastal wall in the village of Carnlough as high tides and strong winds cause some flooding in coastal areas of Northern Ireland.Image: REUTERS/Cathal McNaughton
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一项新研究显示,2030年前的全球温室气体排放可能足以使海平面在2300年前上升超过一米。

该研究发表于《美国国家科学院院刊》,研究估计,即便各国都履行其在《巴黎协定》下提出的减排承诺,这也将是海平面上升的长期水平。

五大排放国将贡献该预计上升幅度的约25%,研究称,其中中国到2300年贡献10厘米,其次是美国7厘米,欧盟28个成员国贡献5厘米,印度和俄罗斯各贡献2厘米。

该研究的主要作者告诉《碳简报》,研究结果突出表明,“近期减排对于限制全球气候变化的长期影响绝对必要”。

2100年之后

根据《海洋和冰冻圈特别报告》,该报告近期由政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布,认为全球海平面“几乎确定”正在上升,并且有“高信度”认为这一上升正在加速。

该报告还指出,有“非常高信度”认为近几十年来的加速上升是由格陵兰和南极冰盖融化加剧所致。对2100年的预测显示,相对于1986至2005年,海平面可能上升0.43至0.84米,预测区间上限为1.1米。

总体而言,气候变化预测——甚至减缓情景本身——通常以2100年为终点。以《巴黎协定》为例,其长期目标是将全球平均气温升幅控制在本世纪内前工业化水平以上“远低于2摄氏度”,并努力将升幅限制在1.5摄氏度。

然而,就海平面而言,这一时间尺度忽视了人为温室气体排放所引发的更长期影响。冰盖融化与海洋变暖导致的持续热膨胀共同作用,意味着海平面将“持续上升数个世纪”,IPCC表示,并且“将在数千年间保持在高位”。

一些研究已关注2100年之后的情况。例如,去年发表的一项研究认为,每推迟五年实现《巴黎协定》规定的全球二氧化碳排放峰值的目标,就可能使海平面到2300年额外上升20厘米。

这项新研究由部分相同作者完成,估算了如果世界各国在2030年前履行其《巴黎协定》下的初始减排承诺,海平面上升承诺将是多少。

‘简化方法’

《巴黎协定》的承诺更正式的名称是“国家自主贡献”,或称“NDC”。这些是各国承诺在2030年前计划削减排放量的目标。它们是通往实现《巴黎协定》长期目标之路上的第一个初步步骤。

在该研究中,研究人员估算了如果所有国家在2030年前达到其NDC目标,随后全球排放立即降至零,对海平面的影响。该方法仅考虑自1750年以来的历史排放以及近期未来的排放,正如论文所述:

“这种简化方法使我们能够单独分析NDC及国家层面排放对长期全球平均海平面上升的影响,而无需对2030年后全球或各国的排放路径作出假设。”

在此情景下,研究称,峰值升温将于2035年左右达到约1.5摄氏度,随后到2100年降至约1.3摄氏度。

为模拟海平面上升,研究采用了一个“海平面模拟器”,第一作者Alexander Nauels博士——担任Climate Analytics的科学顾问,今年4月在欧洲地球科学联盟(EGU)全体大会期间接受《碳简报》采访,他补充说,该模型“能够捕捉海平面变化的所有不同驱动因素”。

该模拟器纳入了“IPCC第五次评估报告(“AR5”)中发表的所有内容,Nauels解释道:

“据我们所知,主要驱动因素是热膨胀和全球冰川,然后还有格陵兰和南极冰盖的不同贡献,以及陆地水储存。我们基本上采用了基于过程的复杂模式和预估的参考数据,并用这些数据对我们的模拟器进行了校准。因此,它基本上反映了每个组成部分的这些响应。”

下图显示了在简化情景下的模型运行中,1750年至2100年的排放量(左)、全球平均气温(中)和海平面上升(右)。

Image: Nauels等(2019)

到2100年,仅2030年前的排放(且不再增加)就将导致约43厘米的海平面上升,并在2300年增至约105厘米,Nauels指出:

“因此,仅凭《巴黎协定》下的承诺排放,目前我们在2300年将面临一米的海平面上升。”

个别贡献

Nauels表示,该研究还“聚焦于国家层面的承诺”,重点关注中国、美国、欧盟28个成员国(“EU28”)、印度和俄罗斯这五大排放国。

为分离出这些排放国对2300年海平面上升的个别贡献,研究人员聚焦两个时段。第一个时段是1991至2030年,他们称之为“IPCC时段”,因为其始于IPCC首份评估报告发布之后,Nauels表示:

“在这一时段,排放最高的五个国家对我们将在2300年面临的总量中约25%负有责任。”

研究发现,五国中中国的贡献最大,到2300年为10厘米,其次是美国的7厘米,EU28为5厘米,印度和俄罗斯各为2厘米。

第二个排放时段被称为“巴黎时段”,指2015年《巴黎协定》签订后至2030年的排放,时段较短。研究人员估计,在此时段内,约12厘米,即10%的海平面上升,归因于这五大排放国。

研究发现,其中包括中国的6厘米贡献、美国的3厘米、EU28的2厘米,以及来自印度和俄罗斯的约1厘米,研究总结道:

“就15年的巴黎时间框架而言,五大排放国因此使全球平均海平面上升承诺达到约12厘米的中值,超过所观测到的20世纪上升幅度的50%。”

下图分别显示了IPCC时段(上排)和巴黎时段(下排)的排放分解(左侧图表)、全球气温(中)以及全球海平面上升贡献(右),分别延伸至2030年、2100年和2300年,采用简化情景。

阴影表示各国的贡献:中国(深棕色)、美国(浅棕色)、EU28(中棕色)、印度(浅蓝色)和俄罗斯(深蓝色)。

Image: Nauels等(2019)

引起关注

该研究提请人们“关注海平面的长期承诺”,Roderik van de Wal教授,海平面与沿海影响方向主席,乌得勒支大学,并担任IPCC《海洋和冰冻圈特别报告》中的海平面上升章节(PDF)的主要作者。Van de Wal未参与该研究,他告诉《碳简报》:

“这是由于[在海平面上升中]所涉及的长时间尺度所致,且科学界之外并不总是得到充分认识,因此持续强调这一点很重要。”

不过,van del Wal指出,该研究所采用的方法存在局限,特别是“未涉及南极贡献的不确定性或其背后的物理机制”,而这对2100年之后的海平面上升而言是“关键的”。

研究人员所使用的模拟器假设“全球平均变暖与南极对海平面的贡献之间存在简化关系”,van del Wal表示。这意味着它可能无法涵盖未来几个世纪南极冰盖可能发生的全部变化范围。

尽管南极的估算未必能成为现实的评估,van del Wal表示他“赞赏”对长时间尺度的强调。Nauels也对这一结论进行了强调:

“如果把海平面上升纳入更宏观的视角,就会更加清楚地看到,近期减排对于限制全球气候变化的长期影响是绝对必要的。因此,在《巴黎协定》的框架下,建立这种联系非常重要……这是一个清晰明确的问题:你必须立即开始减排,因为这实际上会对未来产生重大影响。”

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