1980—2020年人类活动造成的氧化亚氮排放量增长40%
全球碳项目（Global Carbon Project）的一份新报告显示，1980—2020年，N2O排放量有增无减，人类活动造成的N2O排放量增长40%。相关成果以“全球N2O预算（1980—2020）”（Global nitrous oxide budget（1980—2020））为题发表在《地球系统科学数据》（Earth System Science Data）上。
研究人员利用过去40年来在陆地、大气、淡水系统和海洋中进行的数百万次N2O测量结果，得出了迄今为止对全球N2O最全面的评估。
报告对全球N2O排放源和汇进行的全面分析显示，2020年，农业活动造成的N2O排放量达到800万吨，比1980年的480万吨增加了67%。2010年以来，农业生产占人类活动产生的N2O排放总量的74%，主要来自于在农田中使用化肥和动物粪便。
报告指出，2022年，大气中的N2O浓度达到了336ppb，比工业化前的水平高出25%，远远超过IPCC之前的预测。
报告主要作者、美国波士顿学院的Hanqin Tian教授说：“为了将全球升温控制在2℃以内，人类活动产生的N2O排放必须减少。目前还没有技术可以从大气中去除N2O，因此，减少N2O排放是唯一的解决方案。”
研究发现，N2O排放量最大的10个国家是：中国、印度、美国、巴西、俄罗斯、巴基斯坦、澳大利亚、印度尼西亚、土耳其和加拿大。
报告称，一些国家在实施减少N2O排放的政策和做法方面取得了成功。自2010年代中期以来，中国的排放已经放缓；欧洲在过去几十年的排放也有所放缓。在美国，农业排放继续缓慢上升，而工业排放略有下降，使得总体排放量持平。此外，土壤、淡水和海水等N2O自然排放源保持稳定。
Hanqin Tian表示，改进农业生产方式，限制氮肥和动物粪便的使用，有助于减少温室气体排放和水污染。同时，有必要进行更频繁的评估，以便针对高排放地区和活动开展减排工作。如果要在实现《巴黎协定》目标方面取得进展，就需要改进排放源和汇的清单。
《巴黎协定》2℃温控目标下 中国实现碳中和目标的代表性碳排放路径研究
近日，中国气象科学研究院张小曳院士承担的国家自然科学基金碳中和专项“面向我国碳中和最优路径实现的自然-社会系统多尺度相互作用模式耦合、数据监测支持和决策支撑研究的顶层设计（总课题）”团队在《气候变化研究进展》英文版（Advances in Climate Change Research）上发表了题为“《巴黎协定》2℃温控目标下，中国实现碳中和目标的代表性碳排放路径研究”（A representative CO2 emissions pathway for China toward carbon neutrality under the Paris Agreement's 2℃ target）的重要研究成果，为我国“双碳”战略规划提供碳排放现状摸底与典型碳中和转型路径识别的决策支撑。
2021年，我国更新了《巴黎协定》下的国家自主贡献目标（NDC），明确提出了在2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标，对我国准确测算碳排放清单、厘清未来碳中和路径提出了更高的要求。
该研究首先基于运用“自下而上”的排放因子法和“自上而下”的大气CO2浓度反演法测算中国CO2排放清单的系列文献工作综述，发现2021年中国大陆能源燃烧和工业过程的CO2排放量在11.3～12.0 GtCO2之间。研究基于排放因子法与大气CO2浓度反演法的交叉验证结果，选择11.9 GtCO2作为提出中国实现碳中和目标的碳排放路径起点。
在系统分析国内外研究团队提出的碳排放路径及其差异根源的基础上，该研究提出了一条中国实现碳中和目标的代表性碳排放路径——“清华—CMA路径”。这一路径综合考虑了满足全球2℃温控目标，并衔接了中国碳排放现状与减排政策。该路径下，中国碳排放量将于2028—2029年达峰，峰值约为12.8亿吨CO2，此后稳步下降至2035年的11.2亿吨CO2左右，2050年降至约3.6亿吨CO2，2060年降至约0.9亿吨CO2。与NDC更新前的参考排放路径相比，这一路径下2020—2060年累计减排成本约占GDP的0.9%，是实现1.5℃温控目标下的典型排放路径减排成本的1/4～1/3。
研究建议，未来应加强“自下而上”的排放因子法与“自上而下”的大气CO2浓度反演法对碳排放清单的交叉验证，有效提升碳排放核算的透明度与可信度；定期结合碳排放现状、政策趋势与全球碳排放预算，更新碳中和转型路径，为双碳目标的实现提供系统性指引。
碳移除后亚马孙仍面临干旱的风险
亚马孙雨林是世界上最大的热带雨林，对全球气候具有重要的调节作用。作为每年吸收约2.2亿吨CO2的巨大碳汇，它对减缓气候变化起到关键作用。然而，在CO2浓度持续增加的全球变暖情景下，亚马孙雨季降水可能将减少，这会导致树木的死亡率增加、雨林面积缩小。受其影响，亚马孙雨林的碳吸收能力将减弱，从而进一步加剧全球变暖，形成正反馈。CO2移除被认为是缓解全球变暖的重要手段。但是，CO2移除对亚马孙地区降水的影响目前尚不清楚。
为此，中国科学院大气物理所黄刚课题组基于CMIP6 CO2移除模式比较计划（CDRMIP）中理想化的CO2移除试验，对CO2移除情景下亚马孙地区雨季降水的可逆性进行了研究。结果发现，CO2移除情景下亚马孙雨季降水是不可逆转的。与相同CO2浓度的上升阶段相比，在CO2移除阶段，亚马孙地区的降水异常偏少、面临干旱的风险。这一现象主要与CO2移除阶段热带中东太平洋加强的类El Niño型增暖有关。这个增暖分布有双重效应：（1）削弱纬向环流，直接在亚马孙地区引起异常的下沉运动；（2）激发准定常的罗斯贝波列，在加勒比海地区产生异常上升运动。该上升运动将通过减弱局地经圈环流在亚马孙地区引起异常下沉运动，同时削弱水汽输送。因此，在异常下沉运动和水汽输送减弱的共同作用下，亚马孙雨季降水异常偏少，不可逆转。
以上结果表明，即使大气中的CO2浓度降低，亚马孙地区仍面临干旱风险。未来应该制定更有效的局地气候缓解措施，以解决亚马孙雨林的生态脆弱性问题。
全球增暖情境下ENSO-NAO遥相关的未来变化
观测研究表明，冬季ENSO-NAO遥相关具有显著的次季节变率，即早冬（11—12月）时，ENSO暖位相与正位相NAO相联系，而晚冬（1—3月）时，ENSO暖位相却能造成显著的NAO负位相响应。近期研究指出，这种遥相关的次季节反转一般发生于1月初，与北大西洋急流经向切变的气候态减弱对ENSO相关的热带外罗斯贝波传播方向的调制作用有关。
基于再分析资料以及由历史和未来海温驱动的多套大气环流模式的模拟数据，南京信息工程大学青年教师耿新博士与韩国浦项工科大学Jong-Seong Kug教授、日本东京大学Yu Kosaka教授合作研究发现，当前气候状态下的ENSO-NAO遥相关将在未来全球增暖情境下发生显著变化：即早冬ENSO-NAO遥相关将由正相关转变为负相关，晚冬ENSO-NAO负相关将得到进一步加强，也就是说，未来ENSO-NAO遥相关的次季节位相反转将在未来减弱并消失。
进一步分析指出，首先，这种变化与背景海温增暖引起的ENSO对流响应加强和东移有关，这会造成ENSO相关的热带外罗斯贝波也增强并东移，从而有利于早冬正位相NAO的减弱以及晚冬负位相NAO的增强。其次，早冬ENSO-NAO遥相关的反转还与大西洋急流北侧经向切变的变化有关。与历史试验相比，未来海温驱动的试验中的大西洋急流北侧纬向风经向切变较弱，这改变了ENSO相关的热带外罗斯贝波进入北大西洋前的传播方向，从而引发NAO响应由正位相转变为负位相。最后，晚冬ENSO-NAO遥相关的增强还与ENSO引起的平流层极涡异常的增强作用有关，相较于历史试验，未来海温驱动的试验中阿留申低压对ENSO的响应增强且东移，这使得其与气候态纬向1波大槽在位置上更为匹配，引发更强的纬向1波行星波上传至平流层的过程，从而造成更显著的平流层极涡响应，平流层强异常随后下传至对流层，引起ENSO暖位相时晚冬NAO负位相响应在未来的进一步增强。
中国夏季复合高温干旱事件：区域及次季节变化特征及机理
全球变暖背景下，极端天气气候事件日益频发，全球遭遇极端事件的风险加大。中国地理位置特殊，夏季极端高温、干旱事件频繁发生，复合高温干旱极端事件严重影响我国的经济、社会可持续发展，因此，为减轻极端事件风险，深入研究中国不同子区域复合高温干旱事件的变化特征及机理具有重要意义。近日，南京信息工程大学李惠心副教授和其硕士研究生曾佳妮等探讨了中国夏季复合高温干旱事件的区域及次季节变化特征及机理，相关成果发表于期刊《环境研究快报》（Environmental Research Letters）。
研究首先揭示了夏季不同月份复合高温干旱事件的分布特征，从趋势统计上看，全国大部分地区复合高温干旱事件呈显著增加趋势，而江淮地区夏季复合高温干旱事件的趋势始终不显著。夏季不同地区线性趋势有所不同：6月西部和南部沿海复合高温干旱事件的发生有显著增加趋势；7、8月中国北部和西部地区复合高温干旱事件的发生呈增加趋势。不同子区域的趋势表现出次季节差异，尤其在东部地区如东北、华北和华南地区。进一步对复合高温干旱事件发生频率的分析表明，20世纪90年代之前，其发生频率相对较低，而在随后的30年中，其发生频率有所增加，特别是在中国北部和西部地区。中国西南和西北东部是复合高温干旱事件发生频率最高的地区，而华南相对不受影响。在我国南方大部分地区6月复合高温干旱事件发生的频率高于7月和8月。最后就局地影响因子进行了讨论。中国东部地区复合高温干旱事件的发生受反气旋式环流异常的显著影响，对形成复合高温干旱事件所需的动力条件和水汽条件至关重要。
生命早期暴露于冷热环境可能会影响大脑白质的发育
《自然·气候变化》发表题为“生命早期的冷热暴露和青少年的白质微观结构”（Cold and heat exposure in early life and white matter microstructure in preadolescents）的最新研究，强调了胎儿和儿童在极端温度下的脆弱性。
研究对2000多名青少年儿童进行脑部扫描表明，生命早期暴露于酷热和严寒环境可能会对大脑白质的微观结构产生持久影响，尤其是对生活在贫困地区的儿童。
极端温度对人类健康的影响是科学界和社会关注的主要问题。儿童尤其容易受到温度变化的影响，因为他们的体温调节机制尚不成熟。
研究人员指出，“胎儿和儿童正在发育的大脑特别容易受到环境暴露的影响，一些初步证据表明，暴露在寒冷和炎热的环境中可能会影响儿童和青少年的心理健康和认知表现。然而，目前还缺乏针对这些暴露对大脑结构的潜在影响进行评估的研究。”
在这项研究中，研究团队观察了青少年大脑中的白质结构，以确定生命早期易受寒冷和炎热影响的窗口。分析对象包括2681名儿童，他们在9—12岁之间接受了磁共振成像（MRI）检查。MRI方案通过测量大脑白质内水扩散的大小和方向来评估大脑的连通性。在更成熟的大脑中，水在一个方向上的流动比在所有方向上的流动都要多，这使得一种称为平均扩散率的标记值较低，而另一种称为分数各向异性的标记值较高。
结果表明，怀孕期间和出生后第一年暴露于寒冷环境，以及出生后至3岁暴露于高温环境，都与青春期前平均扩散率较高有关，表明白质成熟较慢。
研究人员指出，“连通性参数的最大变化出现在生命的最初几年，结果表明，正是在大脑快速发育的这一时期，暴露在寒冷和炎热环境中会对白质的微观结构产生持久影响。”
社会经济条件的分层分析表明，生活在较贫困社区的儿童更容易受到寒冷和炎热的影响。研究强调，面对迫在眉睫的气候紧急情况，有必要制定公共卫生战略来保护最脆弱的社会群体。
全球变暖威胁欧洲人生命健康
根据近日发布于《柳叶刀·公共健康》的一份报告，全球变暖正在夺走生命，加据健康不平等，并推动携带疾病的蜱虫和寄生虫在欧洲各地传播。
“欧洲国家真的需要采取一些强有力的行动，以帮助欧洲人乃至全球人口免受气候变化对健康的影响。”研究共同通讯作者、西班牙巴塞罗那超级计算中心气候与健康研究员Rachel Lowe说。
这份报告是一项名为“柳叶刀倒计时：欧洲的健康与气候变化”的研究的第二份报告，第一份报告于2022年发布。报告回顾了1991—2022年发表的数百项关于气候变化对欧洲人健康影响的研究，以及欧洲正在采取的应对措施，追踪了42项指标，包括与高温相关的死亡、传染病传播以及健康与气候变化研究趋势。
Lowe和同事利用死亡率和温度数据，以及此前关于高温如何影响死亡率的证据，估计从2003—2012年到2013—2022年，欧洲各地与高温相关的死亡率为平均每年每10万人中有17人死亡。与男性相比，女性与高温相关的死亡率增加更多。
研究共同通讯作者、巴塞罗那超级计算中心的Kim van Daalen说：“性别差异可以用身体热量损失和最大出汗率的差异来解释。”
Lowe说，另一个可能的因素是，女性的年龄通常比男性大，而老年人更容易受到与高温相关的压力。此外，老年人也更有可能独自生活，从而面临更大的高温风险。
报告指出，气温升高使携带疾病的寄生虫能够扩散到更多地区，并刺激蜱虫种群的增长。
由于气候变化，一种越来越普遍的病原体是单细胞寄生虫——婴儿利什曼原虫。雌性白蛉叮咬人类皮肤，以血液为食时，婴儿利什曼原虫就会传染人类，通常导致全身皮肤溃疡。在极端情况下，它会引起发烧、脾脏和肝脏肿胀，甚至可能致命。
研究人员估计，整个欧洲更温暖、更潮湿的环境使白蛉及其携带的寄生虫向北扩散到新的地区。“不断上升的气温为白蛉的生存和繁殖创造了更有利的条件。”van Daalen说，“温暖的环境也可以加速白蛉体内寄生虫的生命周期。”
该团队还发现，更温暖的环境使欧洲更适合蓖籽硬蜱生存。这种蜱叮咬人类时会传播一系列疾病，如莱姆病和蜱传脑炎，引发严重的神经和心血管并发症。人们会因此失去工作和收入，承担更多医疗保健费用。
研究人员强调，进一步的研究应该采取全面的方法分析气候与健康之间的关系。“不能孤立地看待气候变化对健康的所有影响，我们需要知道这些多重暴露是如何影响人口的。”英国爱丁堡大学的Ruth Doherty说。
全球温室气体监测实施计划出台
日前，世界气象组织（WMO）执行委员会以决议方式通过了全球温室气体监测（G3W）实施计划，旨在加强对全球温室气体排放的检测，以及服务于全球气候治理领域的有关政策制定。该计划将以WMO长期协调的温室气体监测和研究工作为基础，分阶段实施。其中，2024—2027年为试运行阶段，初步聚焦CO2、CH4和N2O三大主要温室气体，研究人类活动和自然现象对有关温室气体排放的影响。
作为该实施计划的主要起草方之一，“全球大气观测”组织表示，全球温室气体监测实施计划的出炉，是多年以来大量团队努力的结果，得到了全世界温室气体科研群体的一致支持。该计划致力于帮助WMO成员更好地落实《巴黎协定》，为其有关政策制定提供依据。鉴于各国在采取减缓气候变暖具体政策措施方面，受到信息不对称、不完整的困扰，WMO拟通过该计划打造全球温室气体排放数据库，作为公共产品帮助各成员更科学决策。
全球温室气体监测实施计划致力于打造集成度高、有效性强的合作框架，整合当前天基和陆基观测系统，融合现有的观测数据和推算模型，最大程度汇聚当前技术，加强温室气体检测的质量。WMO在通过该实施计划的决议中还建议，今后所有的温室气体监测工作都应秉承全透明原则，并遵循WMO统一数据政策开展，以便各国能以地球系统数据为基础，开展自由且不受限制的国际合作。WMO对于通过更好集成力量获取更高质量数据寄予厚望，该实施计划负责人巴尔萨莫表示，当前基线观测站能够较好地测量CO2浓度，但要想直接服务气候政策制定，还需要更精确、更及时的数据，目标是能按照月度频率更新全球CO2流动和聚集情况，并且要有足够清晰的地理分布细节。
根据决议，全球温室气体监测实施计划的推进，将始终在联合国框架下进行，WMO基础设施委员会、研究委员会将共同组建联合顾问组，负责联络外部参与方，推进该计划的落地执行。为确保计划顺利实施，WMO呼吁各成员加大对联合顾问组专业人员的支持，使其更好保障计划的顺利推进。
（《气候变化动态》编辑组）
