气候知识点总结（气候变化笔记一）
气候知识点总结（气候变化笔记一）首先，过去的四个十年，每个十年都比1850年以来的任何一个十年热。2001-2020年全球平均气温比1850-1900高了0.99℃（置信区间是0.84-1.1），报告中的气温变化基本用的都是和1850-1900这段时间的差值（或曰“距平”）。上图也可以看到，上一次接近这么热还是在6500年前（最左边那个bar），再上一次是在12.5万年前，这两次都是地球轨道变化导致的间冰期。A节讲的是气候的现状和成因，这节也是这个报告里最重要的。中心思想就两句，气候在变暖；当前气候变化的主因在人类活动。我打算一天弄完一个工作组的决策者摘要，最后再看一下这次的其中一个特别报告，关于土地利用的。这次是第一工作组报告，标题是The Physical Science Basis因为是决策者摘要，所以非常简明扼要，按我初中历史老师的话说，都是“干条条”，第一工作组的摘要分了ABCD四节。
最近又想更新一下气候变化的知识了。
刚好IPCC第六次报告，三个工作组到最近基本都出完了，所以打算都读一遍，再转述一下，一方面为了自己记熟，另一方面也算传播一点重要的知识。我打算读和转述的是Summary for Policymakers，就是最简版的报告（报告分3个版本，完整版，Technical Summary，决策者摘要，依次精简）。
还是重复一些基本信息，IPCC是“政府间气候变化专门委员会”，这个组织主要工作就是评估和撰写气候变化的专题报告，他们会每隔几年发布一次新的报告，最新的就是第六次报告（AR6）。IPCC分成3个工作组，第一工作组主要负责确认气候变化的事实、原因和预测（是什么和为什么），第二工作组阐述气候变化可能的影响，第三工作组探讨怎么办的问题。但实际看的话，会发现还是互有重叠。第一工作组的报告最先出炉，去年8月出来的，当时应该也有一些新闻，我记得当时报道里讲了这次新提出的tipping point的概念，有一些低概率高影响的事件（比如北大西洋经向环流减弱）一旦发生，可能出现预料外的更严重后果。第二和第三工作组的报告都是今年陆续发布的，10月还会发布一个Synthesis Report，更精简一些。
完整报告可以去IPCC官网下载，里面还会有一些互动地图什么的。这次每个工作组报告还做了个10分钟左右的视频方便传播，可以去Youtube搜IPCC的官号。其实我觉得大陆应该把这些都翻译一下开一门中学生课程，不光是为了下一代敲警钟，也是很好的逻辑训练。关于如何组织框架，如何严密地论证，尤其是不在逻辑上跳步骤，以及论证的极限在哪里。如果真有这门课，我真想给教材出很多主意，强烈建议选入唐纳德沃斯特关于漏油事件的那一节。
我打算一天弄完一个工作组的决策者摘要，最后再看一下这次的其中一个特别报告，关于土地利用的。
这次是第一工作组报告，标题是The Physical Science Basis
因为是决策者摘要，所以非常简明扼要，按我初中历史老师的话说，都是“干条条”，第一工作组的摘要分了ABCD四节。
A节讲的是气候的现状和成因，这节也是这个报告里最重要的。中心思想就两句，气候在变暖；当前气候变化的主因在人类活动。
首先，过去的四个十年，每个十年都比1850年以来的任何一个十年热。2001-2020年全球平均气温比1850-1900高了0.99℃（置信区间是0.84-1.1），报告中的气温变化基本用的都是和1850-1900这段时间的差值（或曰“距平”）。上图也可以看到，上一次接近这么热还是在6500年前（最左边那个bar），再上一次是在12.5万年前，这两次都是地球轨道变化导致的间冰期。
1750年以来的温室气体增加毋庸置疑(unequivocal)是人类造成的（2019年的二氧化碳浓度是200万年以来最高），温室气体带来的升温大约是1~2度，其他人类活动会带来一些降温效应（主要是气溶胶）会降温0~0.8度，综合起来人类的增温贡献是1.07℃（置信区间0.8~1.3），自然影响（太阳辐射加火山）是±0.1℃，地热影响是±0.2℃。上面那张SPM.1也画了模型预测的温度，可以看到考虑人类影响的情况下升温幅度和现实情况差不多，只考虑自然因素的话几乎没有升温。这次报告的标题用了“毋庸置疑”（unequivocal）这个词形容人类活动对气候变暖的可信度。
气候变化不局限于变暖，人类导致的变化（对于这些变化是否是人类活动引起的，评估起来更为复杂，报告中对是否人类引起的采用了从likely到virtually certain等词）还包括：
- 1950年代，尤其1980年代以来，降水增加
- 1990年代以来的冰川退缩（2000年来最严重，中等置信度），1979-1988和2010-2019的北极海冰面积缩小（9月缩小40%，1000年来最小面积，中等置信度）。btw，南极海冰面积暂时没变
- 上层海水暖化（造成珊瑚死亡），海水酸化，含氧量降低
- 100年来海平面上升0.2m，最近十几年每年上升3.7毫米（50%由于热胀冷缩，22%冰川融化，20%冰盖融化，8%陆地水文变化）
上面这些主要还是宏观指标变化，至于更具体的影响，我们之后看看WGII会怎么写吧。但第一工作组写了我们比较关心的极端气候问题，极端高温、强降雨都是几乎在全球范围增加了，生态和农业干旱在部分地区加剧（主要因为蒸发量增加），热带气旋（对我们来说就是台风）似乎也有增加，且北移。
以上是A节。B节讲的是对未来气候的预测。
预测气候很复杂，预测人类的行为可能更复杂，因为人类活动最影响气候，所以未来几十年人类不同的行动会有不同的气候结果（当然也是对我们自身的结果）。报告给了5种情景（scenario），主要对应着未来不同的二氧化碳排放量（当然甲烷等也很重要，看上面那个归因图甲烷贡献还是很大的，但我看对未来预测这里甲烷的贡献基本是二氧化碳的一半不到），比如SSP5-8.5对应着人类继续高排放，而SSP-1.9对应着比较克制的未来，在2050年左右实现净零排放，更远的未来实现负排放。
对应不同的情境，对未来的温度预测见上表（这里仍然是相比于1850-1900的温度增加，目前已经升了1℃），可以看到最好的情景，到2050年也要上升1.6℃，最差的则是2.4℃；到世纪末，最差的则是4.4℃，中等是2.7℃。
这里的底层逻辑其实比较简单，二氧化碳排放量和升温幅度几乎是个线性关系，排的多升温多。
同时，短期内的气候变化比较难预测（可以看到表格里未来20年的几种情景差异不大）因为短期可能受到各种自然因素影响，但长期趋势是比较确定的。 以及，任何一个单独一年都有可能比预测的更高或更低，这是自然波动难免的。
上面是一个总的预测，更具体地看，主要这么几个方面：
- 各地增温幅度不同，陆地比海洋快1.4-1.7倍，极地更快2倍，世界各地各有不同，下面贴了一张亚洲的预测图，看起来中国东部会变干旱，也会出现更多极端高温。
- 极端气候，如极端高温、强降雨、干旱的频率会增加，下面也贴了一张对极端气候的预测图，各种极端气候的频率和强度都会增加，比如在增温2℃的情景下，十年一遇的高温会变成十年五遇，十年一遇的大雨和干旱都会差不多变成十年两遇。
- 永冻层解冻、冰盖融化等等，北冰洋在2050年以前可能至少有一年9月是没有冰的。海洋继续变暖、酸化、含氧量降低，海平面继续上升，而且这些变化是不可逆的，不可逆的意思是，即使我们现在停止排放二氧化碳，这些变化在百年到千年尺度上仍会持续。海平面上升的预测是，SSP2-4.5下，本世纪末上升0.44-0.76m，如果冰盖出了什么大事，本世纪末上升2m也是可能的；接下去，海平面会持续上升（因为深海的暖化和冰盖融化），这放个比较可怕的数字吧，如果升温5℃，未来2000年海平面可能上升19-22m，不要觉得不可能，地球历史上有过这样的时期。
C节基本是在重复B节，增加了一些对预测的补充和点明了一些影响人类社会的气候因素。另外，谈了一些预测之外可能发生的低概率高影响事件，我们可以理解为气候的黑天鹅事件。比如本世纪很可能有一次大的火山爆发，这个会降温，并有更多深远影响；比如可能发生南极冰盖融化、大规模森林死亡，都会加剧气候变化；特别提及大西洋经向翻转环流，本世纪可能会减弱甚至崩溃，如果发生，会对区域气候有较大的影响，削弱亚洲和非洲的季风，增强南半球的季风，导致欧洲干旱。
D节来到了如何减弱变暖上，上面已经提到二氧化碳排放量和升温幅度基本线性相关。那就可以算算帐了，比如要把增温控制在1.5℃，那我们还能排多少二氧化碳？下表给出了一些估计，比如要有50%的把握控温1.5℃，那那我们还剩500Gt二氧化碳。
然后这里提到了一种新技术，Anthropogenic CO2 removal (CDR) ，似乎有潜力移除大气中的二氧化碳，更快实现净零排放，但是可能对气候和生物有一些未知影响，估计第三工作组会详谈这个吧。
这一节重申，二氧化碳负排放后，升温可能会逆转，但上面提到的海平面、冰盖等问题是不可逆的。
2020年的新冠疫情，带来了空气质量的改善和辐射强迫的轻微增强。但是，二氧化碳浓度仍在提升。
以上是AR6第一工作组的主要内容，待续。
