过去十年人类活动导致全球变暖速度创历史新高
由英国利兹大学牵头编写的第二份年度《全球气候变化指标报告》显示，过去十年（2014—2023年），人为导致的增温已上升至1.19℃，高于2013—2022年的1.14℃（去年报告中所述）。该报告由超过50位科学家撰写，近日发表在《地球系统科学数据》期刊上。
报告称，人类导致的气候变暖正在以前所未有的速度增长，这由两个因素造成：温室气体排放量持续居高不下，以及空气质量持续改善导致大气中人为引起的冷却效应减弱。
2023年，人类活动导致地球变暖1.3℃，低于2023年经历的变暖总量（1.43℃），这意味着自然气候变率，尤其是厄尔尼诺现象，是造成2023年创纪录气温的关键因素。
此外，温室气体排放水平高影响了地球能量平衡。海洋浮标和卫星正在跟踪进入地球的海洋、冰盖、土壤和大气中前所未有的热流，这股热流比长期平均水平高出50%。
利兹大学普里斯特利气候未来中心主任教授皮尔斯·福斯特表示，尽管气候行动减缓了温室气体排放的增长，但过去一年，人类行为造成的全球变暖仍在上升。
量化2022年中国长江流域日极端高温事件的极端性：固定与滑动基准态的影响
2022年夏季，我国长江流域遭受了极端高温的影响。已有研究基于固定基准气候态方法（例如把1979—2022年作为基准气候态），考察了这次事件的极端性及其影响。对异常事件极端性的量化依赖于基准气候态的选取。此前国际上有学者提出用十年滑动的基准态来考察事件的极端性，以反应人类和生态系统对气候变化适应能力的逐渐提高。关于基准气候态的选择对2022年我国极端高温事件强度的影响是一个值得探讨的问题。
6月7日，中国科学院大气物理所博士研究生李兰与其所在团队师生合作在《环境研究快报》上发表题为“量化2022年中国长江流域日极端高温事件的极端性：固定与滑动基准态的影响”的研究论文，指出2022年长江流域的热浪在不同基准态下破纪录区域范围以及强度明显不同，当使用滑动十年基准态时，日极端高温破纪录事件仅出现在长江流域上游的四川盆地。
作者分别使用固定和滑动基准态，重新检验了2022年长江流域热浪的极端性。其中固定基准态是指将极端事件与一个不变的历史时期（例如1981—2010年）进行比较，这种作法保留了气候变暖趋势的影响；而滑动基准态则是将极端事件与逐渐变化的气候进行比较，考虑了人类对气候背景态变暖的适应能力。从两种基准态的角度来考察极端高温事件，目的是理解当考虑（采用滑动基准态）或者不考虑（采用固定基准态）人类和生态系统对长期气候变化的适应时，极端高温事件所造成的影响的异同。
分析结果显示，当使用固定基准态，2022年长江流域上中游的日极端高温事件打破了自1971年以来的纪录。然而，当使用滑动十年基准态，破纪录事件仅出现在长江流域上游（四川盆地），强度为2.52个标准差。对未来预估的结果分析显示，在高温室气体排放情景下，若使用固定基准态，则类似2022年四川盆地的极端事件将在2081—2100年期间每2～12年发生一次，类似强度的极端事件将在全国范围出现，其中约2%～25%的国土范围将经历超过5个标准差的日高温极端事件。若采用基于滑动气候态的气候预估，则类似强度的极端事件未来没有显著变化，表明如果我们通过采取措施不断适应背景态气候变暖的影响，则能够显著减少极端高温事件造成的风险。
论文同时指出，采用滑动基准态是基于人类和生态系统能够及时适应背景态气候变暖这一理想假设，在现实中，仅依赖适应措施（例如基础设施技术改进和卫生系统应对气候变暖能力的提升）并不足以最大限度地降低风险，特别是对于老年人和户外工作者等缺乏应对高温能力的脆弱群体而言。减少温室气体排放、减缓全球增暖才是减少热浪事件的频率和强度、减轻其对脆弱人群影响的终极之道。因此，应对全球变暖需要气候变化适应和气候变化减缓措施并重。
全球农业土壤的二氧化碳排放量被低估
近日，《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）发表题为“富含有机物的农业土壤的CO2排放量被低估”（Underestimation of Carbon Dioxide Emissions from Organic-Rich Agricultural Soils）的文章显示，受较低的排放因子影响，全球农业土壤的CO2排放量被低估，其中，丹麦有机土壤的CO2排放量可能被低估了40%。
富含有机物的农业土壤，包括排水泥炭地，是生物源CO2的热点排放区域。受微生物矿化作用影响，这些农业土壤中的部分有机碳可以转变为无机碳，但仍不清楚残留的有机碳如何控制农业土壤的CO2排放速率。来自丹麦奥胡斯大学和瑞士联邦农业科学院的研究人员通过开展室内综合培养实验，分析了全球农业土壤的CO2排放量。
结果显示：①在有机碳含量大于6%的表土中，土壤CO2排放不受有机碳含量的控制。②国家温室气体清单为有机碳含量大于12%的区域尺度土壤分配了CO2排放因子，对于有机碳含量范围在6%～12%之间的土壤，大多被忽略或采用较低的排放因子。研究结果表明，在丹麦提交给《联合国气候变化框架公约》的国家清单中，有机土壤的CO2排放量可能被低估了40%。③受农业管理影响，一些土壤会从有机土壤转变为有机矿物土壤。在全球区域尺度上，对农业土壤CO2排放量的低估主要发生在拥有大量转变土壤的国家。④针对有机碳含量范围在6%～12%之间的农业土壤，改善其CO2排放因子对于提高国家CO2排放清单的准确性至关重要。
极端野火正变得更强更常见
近日，一项发表于《自然·生态与进化》的研究根据卫星数据分析发现，过去20年中，世界各地发生极端野火的频率增加了一倍多，而这一趋势是由加拿大大部地区、美国西部和俄罗斯极端野火呈指数级增长推动的。
该研究结果提供了第一个确凿的证据，支持了许多科学家在目睹一系列看似无休止的灾难性大火烧焦生态系统和社区时产生的令人不安的怀疑——野火在以某种方式增加，而气候变化几乎可以肯定是导致其增加的一个因素。
“这是我们最关心的极端事件，而且这些事件正在显著增加。”论文主要作者、澳大利亚塔斯马尼亚大学生态学家Calum Cunningham说，“令人惊讶的是，这从未在全球范围内有所展示。”
事实上，此前研究人员已经记录到美国西部森林野火的增加，但他们很难以此明确全球趋势，其中一个令人困惑的因素是每年被烧毁的土地面积一直在下降。这背后的部分原因是非洲的草原和稀树草原火灾活动在稳步减少。
为了明确全球野火趋势，在这项最新研究中，Cunningham和同事检索了全球卫星数据记录的野火活动，利用红外记录衡量了近20年来每天近3100万起野火事件的能量强度，并重点关注了大约2900起最极端的野火事件，最终计算出，2003—2023年，全球极端野火事件发生频率增加了2.2倍，每年强度排名前20的野火的平均强度增加了2.3倍。
受极端野火影响最大的森林是北美西部等地的森林，那里有包括云杉和松树在内的针叶树。在该研究的时间跨度中，森林野火数量增加了11.1倍。此外，加拿大、美国和俄罗斯等国高纬度地区的北部森林也受到了严重影响，野火数量增加了7.3倍。
尽管这项研究没有将野火趋势与全球变暖直接联系起来，但Cunningham表示，他们几乎可以肯定，这是气候变化的重要信号。他们的研究表明，气温上升正使本身就容易发生野火事件的生态系统，如针叶林更加干燥。这为野火提供了“燃料”，并助长野火的规模和持续时间。
此外，该研究还发现，过去20年间，野火夜间的能量强度比白天增加得更快，这与夜间温度上升带来火灾风险的证据一致。
与此同时，全球其他生物群落也出现了极端野火，包括2019年和2020年经历了前所未有的野火事件的澳大利亚和地中海。尽管研究人员没有在这些地区看到明显野火增加趋势，但Cunningham说，随着气温持续上升，这些地方野火出现上升趋势只是时间问题。
气候变化增加了妇女取水的难度
根据发表在《自然·气候变化》杂志上的一项新研究，到2050年，气候变化可能会使没有自来水的家庭中女性花费在收集水上的时间增加30%。在南美和东南亚地区，由于气温升高，取水时间可能会增加一倍。来自德国波茨坦气候影响研究所（PIK）的科学家估计了气候影响可能导致的巨大福利损失，并强调了女性特别容易受到未来气候条件变化的影响。目前，全球有20亿人无法获得安全饮用水，取水任务通常落在妇女和女孩身上。
研究作者、PIK客座研究员Robert Carr说，“气候变化导致气温上升，改变了降雨模式，影响了水的供应。研究表明，在未来气候变化的影响下，在几乎所有被分析的地区，对于没有自来水的家庭中的妇女来说，花在收集水上的时间都将会增加。从全球平均来看，1990—2019年，没有自来水的家庭中，女性每天花在收集水上的时间为22.84分钟，从印度尼西亚部分地区的4分钟到埃塞俄比亚地区的110分钟不等。与这些数字相比，我们发现，在高排放情景下，到2050年，女性每天需要多花30%的时间来收集水。如果全球变暖保持在2℃以下，这一比例可以降低到19%。”
研究作者、PIK的Maximilian Kotz说，“从区域来看，到2050年，在高排放情景下，例如在南美和东南亚地区，每天的取水时间可能会翻一番。对于目前取水时间最长的非洲东部和中部地区，在高排放情景下，由于温度升高，可能会增加20%～40%。”。在全球范围内，女性每天在这一重要任务上花费的时间高达2亿小时（截至2016年），这可能导致她们失去原本用于教育、工作或休闲的时间，有时还会造成身心负担。
研究人员根据1990—2019年四大洲347个地区的家庭调查数据，首先评估了气候条件的变化对过去取水时间的影响。Maximilian Kotz说：“我们发现，气温升高和降雨量减少增加了每天的取水时间。”对此有几种可能的解释，他补充道：“从纯粹的物理角度来看，气温升高和降雨量减少改变了蒸发和降水之间的平衡，从而降低了地下水位，这使得淡水更难获取。此外，由于热应激反应，取水途中会变得更加不舒适，从而需要更长的时间。”研究人员随后评估了不同排放情景下未来气候变化对每日取水时间的影响。
研究作者、PIK“基于数据的气候决策分析”项目负责人Leonie Wenz说，“研究结果揭示了性别层面的气候变化影响，这显示出气候变化对女性福祉造成的巨大影响。由于取水时间增加，她们将失去教育、工作和休闲的时间。到2050年，按各国最低工资计算，仅工作时间损失的成本就很巨大，在高排放情景下，每个国家和每年的成本将达到数千万至数亿美元。”
2050年全球将有2.46亿人面临高温风险
近日，《自然·通讯》期刊发表了由欧洲地中海气候变化中心与波士顿大学专家主导的研究报告，提出随着全球变暖和人口老龄化，直到2050年，全球将有1.77亿至2.46亿人面临高温风险。
研究人员利用气候模型评估了全球高温热点地区，并将其与这些地区的人口预测进行了比较。结果显示，未来30年内，全球平均极端高温天数将从目前的每年10天左右增加至每年20天，且这些高温日将更加炎热。此外，预计到2050年，全球约23%的69岁及以上老龄人口将在暴露危险的高温地区，而这一比例目前仅为14%。
研究人员分析，这是由于全球变暖和老龄化共同导致的。目前60岁以上人口数量在不断增长，预计到2050年，老龄化增长速率将增加一倍，特别是非洲和亚洲的部分地区，在空调普及率相对较低和老龄化增长迅猛的情况下，会有更多老年人暴露在极为危险的高温热浪中。
基于此，研究人员建议各地区应制订针对性的适应和减缓气候变化策略，提高空调覆盖率，加强公共卫生保障，以保护老年人免受极端高温的影响。
极端高温天气将导致美国心血管疾病 死亡率飙升
近日，《循环》杂志刊发的一项最新研究表明，2008年至2019年间，极端高温每年导致美国人心血管疾病突发死亡人数增加。
该研究还预测，未来2036—2065年间，心血管疾病导致的超额死亡人数将显著上升，具体取决于温室气体排放量的增长速度和状况。
研究人员使用了两种预测模式：一种较为乐观，假设美国的温室气体排放量出现“中等”增长的情况，心血管疾病导致的死亡人数将增加162%；另一种则预测排放量大幅增加，导致死亡人数增加233%。研究人员还考虑了社会不同的经济状况和人口变化。
此外，高温只是影响心血管疾病和过早死亡的相关因素之一。空气污染，尤其是细颗粒物（PM2.5），也会带来给某些人群严重影响。
气候变化导致全球地下水平均升温2.1℃
6月4日，《自然·地球科学》（Nature Geoscience）发表题为“气候变化导致全球地下水变暖”（Global Groundwater Warming Due to Climate Change）的文章预计，到21世纪末，全球浅层地下水的平均温度将升高2.1～3.5℃。
地下水是存在于地表之下岩石和土壤孔隙空间中的水，是全球最大的未冻结淡水储存库，对地球上的生命至关重要。迄今为止，全球范围的地下水研究主要集中在资源量（例如水位、补给率和重力信号）上，而气候变暖对全球地下水温度的潜在影响却知之甚少。来自加拿大达尔豪斯大学、德国卡尔斯鲁厄理工学院、澳大利亚查尔斯·达尔文大学等机构的研究人员，开发并应用了全球尺度的热传输模型，以量化地下水温度的时空变化，及其对当前和预测的气候变化的响应。
研究发现，在中等排放路径下，2000—2100年，保守预计地下水位深处的地下水（不包括多年冻土区）平均升温2.1℃。然而，由于气候变化和地下水位深度的空间变异性，区域浅层地下水变暖模式存在很大差异。预计安第斯山脉或落基山脉等山区的升温速率最低。研究表明，地下水温度的升高会影响河流热状态、地下水依赖生态系统、水生生物地球化学过程、地下水质量和地热潜力。结果表明，按照中等排放路径，到2100年，预计将有0.77～1.88亿人生活在地下水温度超过任何国家设定的饮用水最高温度阈值的地区。
地球工程可能会造成意想不到的后果
美国加州大学圣迭戈分校和美国国家大气研究中心开展的联合研究表明，海洋云层增亮等地球工程项目可能会产生意想不到的后果，有时甚至是有害的后果。研究人员利用模式预测了如果在美国西部的两个主要地区开展大规模海洋云层增亮项目可能会发生的情况。相关成果以“气候变暖下区域海洋云增亮的效益减弱”（Diminished efficacy of regional marine cloud brightening in a warmer world）为题发表在《自然·气候变化》上。
先前的研究表明，除非减少温室气体排放，并找到减少大气中温室气体的方法，否则将会导致剧烈的气候变化。近年来，科学家们发现这些目标不太可能实现，因此一直在寻找其他解决方案。
一个建议的解决方案是通过地球工程来减少进入大气层的热量。其中一种方法被称为“海洋云增亮”（MCB），即向低层大气中注入大量海盐，使其成为一面微小的镜子，将来自太阳的热量和光线反射回太空中。
在这项新研究中，研究人员调查了这一方法在世界某个地区的应用情况，并对其潜在影响进行了模拟。
这项工作包括配置现有的气候模式，以显示在两种不同的情景下制造人造层积云会发生什么，这两种情景都发生在北太平洋上空：一种是在温带地区上空，另一种是在亚热带水域上空。在这两种情景下，人造云每年都会产生并维持9个月，持续30年。
研究发现，人造云会降低美国西部（主要是加利福尼亚州）的气温，将危险高温的风险降低55%。但也发现，同样的云会减少美国和世界其他地区的降雨量。
研究小组还发现，如果海洋云增亮项目持续到2050年，其效益将逐渐减弱，欧洲的热浪将变得更加普遍，这表明地球工程项目可能会给世界其他地区带来不可预见的后果。
（《气候变化动态》编辑组）
