减少农场氧化亚氮排放有益于气候变化和臭氧层保护
英国谢菲尔德大学的一项新研究表明，使用特殊肥料和碎玄武岩有可能在不损害臭氧层的情况下减少农业N2O排放。相关成果以“全球农业N2O减排策略在对平流层臭氧恢复影响最小的情况下实现了气候效益”（Global agricultural N2O emission reduction strategies deliver climate benefits with minimal impact on stratospheric O3 recovery）为题发表在《npj气候与大气科学》上。
N2O是一种强大的温室气体，其增温效果是CO2的300倍，正以惊人的速度在大气中积累。农业对N2O排放的贡献很大，国际社会一直在关注制定N2O减排策略，以阻止土壤向空气中释放N2O，但人们担心减少这些排放可能会减缓臭氧层的恢复。
研究人员使用了最先进的地球系统模式模拟了在两种不同的气候情景下，使用含有硝化抑制剂的肥料和增强岩石风化来减少N2O排放的效果，这两种情景都遵循保护臭氧层的国际协议。研究中考虑的N2O减少代表了一种可行的计划策略，并展示了这种减少策略在未来各种条件下如何影响臭氧层。
研究的独特之处在于它将减缓气候变化和保护臭氧层联系起来，突出了N2O减排策略的双重益处，通过减少N2O来冷却地球，保护臭氧层，从而不影响有害的紫外线，带来巨大的气候效益；通过减少硝酸盐浸入水体和自然栖息地，从而带来环境效益。
研究合著者、谢菲尔德大学研究员Val Martin说：“研究表明，使用含有硝化抑制剂和增强岩石风化作用的肥料可以在不阻碍臭氧恢复的情况下减少约25%的农业N2O排放。这有助于农业实践与国际气候和臭氧保护政策（如《蒙特利尔议定书》）保持一致，我们希望这将影响政策制定者将N2O缓解措施更有力地纳入气候行动计划，并有可能制定新的法规和激励措施，鼓励农民采用这些做法。”
研究的经济分析还表明，加强风化实践对减少N2O具有无成本的共同效益。结果强调了减缓N2O对可持续农业的重要性，与实现净零排放的努力保持一致，同时还能为不断增长的人口提高粮食生产提供支持。
研究表明，减少农场的N2O排放是一种安全有效的方法，可以在应对气候变化的同时保护臭氧层，希望这将带来对地球和人类都有益的新农业实践。
研究警告气候变化模式遗漏了高风险岛屿
世界上许多面临海平面上升和其他气候变化破坏性影响的地区，在应对这些挑战方面准备最不充分，因为目前的气候模式并不能准确地代表如此小的地理区域。大多数预估未来气候和天气变化的全球模式以100公里或更粗的分辨率运行，这意味着在这些模拟中许多小岛、领土和环礁未被考虑在内。
《自然·气候变化》上发表的题为“小岛屿气候需要更高分辨率的预估”（Higher-resolution projections needed for small island climates）文章中，来自澳大利亚、法国、牙买加、新西兰和新喀里多尼亚的科学家呼吁迅速开展全球和区域合作，以制定与小岛屿尺度相适应的预估。
要解决这一问题，预测将需要1公里或更高的超高分辨率，而实现这一目标，需要全球范围的合作、投资和创新，包括使用人工智能和机器学习来降低计算成本。
海平面上升尤其对一些地势较低的环礁生存构成威胁，同时也对人口稠密的高大岛屿沿海地区的长期宜居性提出了挑战。小岛屿的人口还受到各种气候灾害的影响，包括海洋和大气热浪（日益威胁珊瑚礁等脆弱的生态系统）、强降水和洪水、风暴、山体滑坡、干旱、强风和野火。重要基础设施（包括机场、港口、医院和紧急服务）以及生态系统和历史或文化遗址分布在狭小的区域内，进一步增加了脆弱性，尤其是对于平坦地形有限的山区岛屿而言。
然而，由于大多数全球气候模式的分辨率较低，对洪水、山体滑坡、干旱、强风和火灾天气等其他气候灾害的未来预估的置信度较低。这个问题还延伸到沿海和泻湖地区，在低分辨率气候模式中，这些地区被不准确地表示为开阔的深海，而不是岛屿及其浅水区。
协调气候降尺度试验（CORDEX）预测的分辨率范围从50公里到12.5公里，可以捕获较大的岛屿，但仍然会忽略小岛、环礁和泻湖，特别是在太平洋。
这种缺乏准确性的做法未能捕捉到岛屿与周围海洋之间的气候差异。这些差异包括影响降雨量的陡峭山脉的存在、登陆的热带气旋以及泻湖和珊瑚礁中发生的特殊水动力过程。
这些岛屿的气候过程将如何随着全球变暖而变化在很大程度上仍然未知，但正是这些缺失的信息，才是了解气候变化风险将如何在小岛屿国家和领土上演变的关键。
气候尺度上东亚中尺度对流系统对大型 洪水事件的贡献
今年入夏以来，华南多地的强降雨、长江一带的特大暴雨以及最近洞庭湖的决堤时刻牵动着全国人民的心。历史上，东亚地区频繁遭受洪水威胁，严重影响经济社会发展和人民生命财产安全。夏季东亚地区的许多洪水事件与中尺度对流系统（MCS）有关，MCS带来的降水通常强度大、范围集中且持续时间长，具有引发洪水的潜力。然而，由于MCS和洪水研究分属气象和水文两个领域，此前少有研究工作关注东亚地区MCS对大型洪水事件的影响，在气候尺度上MCS如何影响大型洪水事件尚不清楚。
最近，中国科学院大气物理所LASG国家重点实验室博士生丁天和所在团队师生与美国加利福尼亚大学研究人员合作，基于过去22年的MCS数据和洪水数据，通过建立“MCS-flood”关联算法对每个洪水事件进行归因，利用Self-Organizing Map方法将MCS分成四类，计算了每类MCS的致洪效率，揭示不同MCS影响致洪效率的机制。研究工作日前在《地球物理研究快报》（Geophysical Research Letters）发表。
研究发现，过去22年夏季在东亚地区发生的所有大型洪水事件中，91%与MCS有关，65%由MCS主导。其中第1类MCS的陆地降水面积较大、降水率最强、生命周期最长、移动速度最慢，故致洪效率最高。研究发现，MCS的长生命周期不仅有利于增加总降水量，还能够增加MCS移动区域的重叠面积，从而有利于单位面积降水量的累积。较慢的移动速度也能增加重叠面积，使得降水转化为土壤含水的比例降低。第2类MCS的降水量居第二位，比第1类更为常见，特别是在陆地上，不仅具有较高的致洪效率，且引发洪水的频率比第1类更高。第3类MCS的降水量相对较小，但对流降水率较高。第4类MCS的降水量最小，但数量最多，并且主导了最多的洪水事件。
青藏高原现在和未来气候变化的对流解析模拟
青藏高原，被誉为“亚洲水塔”，为下游地区提供了重要的水资源。在增暖情景下该地区水循环将如何变化是国际气候科学界关注的重要问题之一。此前针对该地区水循环变化的预估研究多基于粗分辨率的气候模型，其中深对流过程需要进行参数化处理。公里分辨率对流解析气候模拟是国际气候模拟的前沿方向。
针对青藏高原地区的对流解析模拟已受到国际计划的重视。“联合区域降尺度试验”（CORDEX）国际计划于2019年批准了针对青藏高原第三极区域的对流解析模拟旗舰计划（CORDEX-FPS CPTP）。
最近，中国科学院大气物理所LASG国家重点实验室邹立维研究员等利用正二十面体非静力天气和气候一体化模式（ICON），在对流解析分辨率（约3.3公里）下首次对青藏高原地区开展了公里分辨率的气候变化模拟。总计进行了两组长达12年的区域气候模拟：一组是现代气候模拟（2008—2020年），其初始和边界条件基于ERA5再分析数据；另一组是全球变暖（Pseudo-Global Warming）预估，该预估的侧边界强迫场是在ERA5再分析资料的基础上，叠加了SSP5-8.5情景下的CMIP6集合平均气候变化。
针对现代气候的模拟评估显示，该模式在模拟青藏高原地区季节降水和地表气温方面表现出显著增值。在青藏高原中部和东部地区，全年的平均降水（温度）偏差均小于-0.34 mm/day（-1.1℃）。未来的气候预估表明，在SSP5-8.5情景下，青藏高原将变得更加湿润和温暖。尽管ICON模式预估的变化特征与CMIP6集合预估的总体特征相似，但在复杂地形区（例如喀喇昆仑山区、喜马拉雅山区）的降水和温度预估中，公里分辨率模拟表现出明显的增值。
这组公里分辨率气候变化动力降尺度预估试验，将提交CORDEX CPTP计划共享，为青藏高原地区气候变化及其影响的研究提供一组高分辨率数据集。
机器学习提升天气与气候预测准确度
谷歌研究公司的Stephan Hoyer与合作者开发了一个机器学习模型，能进行准确的天气预测和气候模拟。该模型名为NeuralGCM，能超越部分现有天气和气候预测模型，有望比传统模型节省大量算力。相关研究7月22日发表于《自然》。
一般环流模型表示了大气、海洋和陆地的物理过程，是天气和气候预测的基础。减少长期预报的不确定性以及估算极端天气事件是理解气候缓解和适应的关键。机器学习模型一直被认为是天气预测的一种替代手段，且具有节省算力成本的优势，但它们在长期预报的表现常常不如一般环流模型。
Hoyer等人设计的模型结合了机器学习和物理方法，能进行中短期天气预报以及几十年的气候模拟。该模型对1～15天预报的准确率能媲美欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的预测结果。对于最多提前10天的预报，NeuralGCM的准确率与现有机器学习技术不相上下，有时甚至更好。
NeuralGCM的气候模拟准确率与最好的机器学习和物理方法相当。当研究者在NeuralGCM的40年气候预测中加入海平面温度后，他们发现模型给出的结果与从ECMWF数据中发现的全球变暖趋势一致。NeuralGCM在预测龙卷风及其轨迹方面也超过了已有的气候模型。这些结果表明，机器学习是提升一般环流模型的一个可行手段。
气候模型低估了植被碳循环过程
近期，《科学》发表题为“核辐射放射性碳证据表明全球陆地植被的碳吸收和转化强劲”（Bomb Radiocarbon Evidence for Strong Global Carbon Uptake and Turnover in Terrestrial Vegetation）的文章指出，全球植被储存的碳比以前认为的寿命更短，并更容易受到气候变化的影响，现有的气候模型低估了全球植被每年吸收的CO2量，同时高估了碳在植被中储存的时间。
植被与土壤吸收了大约30%的人为CO2。植被净初级生产力（NPP）是指绿色植物通过光合作用产生的净固碳量，当前对全球NPP的估算存在很大的不确定性。来自英国伦敦帝国学院、牛津大学、美国威斯康星大学麦迪逊分校等机构的科研团队，通过结合20世纪60年代核弹试验产生的放射性碳数据与模型模拟，评估了陆地植被中的碳循环过程。
研究结果表明：①当前国际耦合模式比较计划中的先进植被模型，普遍低估了植被生物量中放射性碳的积累，可能是由于低估了短期非木质组织中储存的碳。与现有模型预测的每年43～76PgC（10亿吨碳）相比，植被的NPP可能高达至少每年80PgC。②储存于陆地植被中的人类活动排放的碳可能比先前预测的更为短暂和脆弱。③该研究对于理解自然在减缓气候变化中的作用具有重要意义，包括理解大规模植树等基于自然的碳去除项目的潜力。未来有必要改进关于植物如何生长及其与生态系统相互作用的理论，并相应地调整全球气候模型，以便更好地了解生物圈如何减缓气候变化。
研究揭示气候变化对全球风能-太阳能供电系统极端缺电事件的影响
近期，《自然·通讯》发表题为“气候变化对1980—2022年全球风能-太阳能供电系统极端缺电事件的影响”（Climate Change Impacts on the Extreme Power Shortage Events of Wind-Solar Supply Systems Worldwide during 1980-2022）的文章，通过使用1980—2022年全球逐小时再分析气候数据，探讨了气候变化对全球风能-太阳能供电系统极端缺电事件产生的影响。
经济生产力取决于可靠的电力供应，而可变风能-太阳能供电系统的极端事件会受到气候变化影响。因此，来自清华大学、北京大学和美国加利福尼亚大学等机构的研究人员，利用逐时再分析气候数据探讨全球范围内确定的极端缺电事件历史趋势以及气候变化对其产生的影响。主要结论包括：①1980年以来，全球范围内极端缺电事件在频率、持续时间和强度上均有所增加。例如，1980—2000年至2001—2022年，全球范围内的极端低可靠性事件持续时间增加了4.1小时（0.392小时/年）。②上述提出的发展趋势在全球范围内分布不均，具体表现在位于低纬度和中纬度发展中国家，这种发展趋势存在显著差异。③极端缺电事件的这种上升趋势主要受极低风速和太阳辐射驱动，特别是复合风和太阳干旱，但这两者不成比例。例如，尽管平均风速和太阳辐射仅发生1%的平均变化，但复合极低风速和太阳辐射事件的平均变化为12.5%，可能导致极端缺电事件的变化超过30%。④如果这种极端缺电事件上升趋势在未来气候变暖背景下持续下去，那么风能-太阳能供电系统可能会受到电力安全削弱的影响。对此，未来亟需增加可调度的备用电力，整合多种灵活的电力资源，从而解决因气候变化引发的电力供应安全问题。
气候变暖会加速全球磷风化
基于全球表土数据集，来自中国科学院地质与地球物理所等单位的科研人员，评估了气候和非气候要素对全球化学风化过程中磷释放的影响，建立了温度和磷风化的定量关系。基于此，他们发现，气候变暖会加速全球磷风化。相关研究成果发表于《科学进展》杂志。
磷是构成生物体细胞的基本元素之一，它对海洋生物的生长和繁殖至关重要，可以决定海洋生物圈的大小。在生态系统中，磷主要来自陆地化学风化过程中磷酸盐的溶解，也就是磷风化。
以往的研究显示，气候对磷风化有显著影响。多种温度与磷风化之间的定量关系已被应用于全球模型中，以理解地球历史上耦合的生物地球化学循环过程。“然而，基于实证数据的气候与磷风化之间的定量研究仍然缺乏。”论文共同通讯作者、中国科学院地质与地球物理所副研究员郭利成说。
针对这一科学问题，科研人员集成了14322个全球表土的环境因子和主量元素数据，建立了温度和磷风化的定量关系，并基于数值模型构建了全新的磷风化通量与全球平均温度的关系。数据集成结果揭示，温度调控着全球尺度土壤中磷元素的迁移，当温度超过12℃时，土壤中的磷含量显著下降。“增温引发全球磷风化通量的增加会导致海洋生产力升高，水体氧气快速消耗，有机碳在海洋沉积物中大量埋藏，进而引发全球降温。”郭利成说，新的研究结果也证明，磷风化增强是大洋缺氧事件的一个重要驱动机制。
郭利成表示，从增温引发全球磷风化加速的结论可以进一步推测，未来人类碳排放造成的增温很可能会导致全球土壤磷的快速流失，这将危及全球农业生产和海洋生态系统。
气候变化加剧肺癌风险
2015—2022年是有记录以来地球最热的8年。全球变暖驱动气候变化，气候变化已经成为21世纪最大的全球健康威胁。7月8日，《柳叶刀》（The Lancet）杂志发表了一篇题为“亚洲肺癌：气候变化的影响”（Lung cancer in Asia: the impact of climate change）的文章，指出气候变化会增加肺癌的发病风险，并可能导致诊断和治疗的延误。
世界卫生组织下属国际癌症研究机构（IARC）的最新癌症报告显示，2022年，全球肺癌新发病例达248.1万，占全球癌症新增病例的12.4%，这意味着肺癌再次成为全球第一大癌症。同时，肺癌也是导致死亡的第一大癌症。2022年，肺癌共造成181.7万人死亡，占所有癌症死亡病例的18.7%。2020年，亚洲地区新发肺癌病例约130万，因肺癌而死亡的人数约110万。
据文章介绍，气候变化本身并不直接导致肺癌，但会加剧空气污染，而长期暴露在空气质量差的环境中是患肺癌的已知危险因素。IARC在2013年正式将空气污染列为致癌物质。存在于被污染的空气中的NO2、SO2、O3和PM10以及PM2.5具有致癌性。
气候变化对亚洲的影响越来越大。2022年世界气象组织（WMO）发布的《世界空气质量报告》称，全球空气污染最严重的40个城市中，有37个位于南亚地区，印度、尼泊尔、孟加拉国和巴基斯坦是世界上空气污染最严重的四个国家。印度、尼泊尔和孟加拉国等国的人口加权PM2.5年浓度在2020年达到峰值。仅空气微粒污染就占肺癌死亡人数的15%，而在过去30年里，与微粒污染有关的死亡率飙升了20%。
WMO《亚洲气候状况报告》显示，2022年亚洲发生了81起与天气、气候和水有关的灾害，超过83%的洪水和风暴事件导致超过5000万人受到直接影响。《柳叶刀》文章认为，极端天气可能导致肺癌治疗延误，对药物药代动力学造成挑战，导致放射中断，冲击患者的身心健康，以及导致医疗基础设施和供应链中断，扰乱医疗保健系统等。
例如，许多抗癌药物需要复杂的运输服务和设施，化疗药物卡铂、吉西他滨、紫杉醇和培美曲塞需要在室温20℃～25℃下保存；顺铂和多西他赛也应在一定的温度范围内保存，且都需要储存在干燥的环境中，避免光照。洪水、山体滑坡等灾害对道路和基础设施的损害会严重干扰供应链。“在资源不足、癌症治疗能力有限、卫生保健系统支离破碎的许多中低收入国家，情况则更具挑战性。”文章写道。
文章提出，要在中低收入国家的高风险地区建立肺癌筛查计划，并纳入气候相关风险因素。在易受飓风和台风影响的沿海地区，可以投入资源来改造基础设施，包括安装防气旋窗户，加固屋顶，实施备用电力系统。此外，还要制定全面的备灾计划，如早期患者撤离战略、有重症护理需求的患者的安全运输，以及协调护理和药物交付的通信网络。
文章还强调教育和赋权患者的重要性。一方面，要提高公众对气候变化中肺癌风险的认识，鼓励戒烟、体育活动等健康生活方式。另一方面，鼓励患者在管理医疗信息方面发挥作用，使个人在应对气候变化相关挑战时，能够自主管理自己的病情。文章提到一个智能应用程序，其旨在将用户的医疗信息安全地存储在智能手机中，以备在紧急情况下选择性地向医疗专家披露。存储的数据包括位置细节和基本供需信息，它有可能在缺乏功能性通讯基础设施的环境中保持护理连续性。
气候变化正在扰乱地球自转
根据一项最新研究显示，人类活动造成的气候变化正在扰乱地球自转，进而影响时间本身，并对精确计时和太空导航等方面产生了重要影响。
这项近日发表在《美国科学院院报》上的研究指出，全球变暖导致的极地冰川融化正在改变地球自转的速度，从而增加了每天的时间长度，随着气候变化的加剧，这一趋势也将会加速。一般而言，这种变化很小，可能每天只有毫秒级别的差异，对人本身的影响几乎可以忽略不计。但在这个高技术、高度互联的世界中，即使是微小的时间误差也可能会造成显著的影响，比如我们高度依赖的导航系统。
美国宇航局喷气推进实验室的地球科学家Surendra Adhikari指出，这是人类对地球产生巨大影响的又一个迹象，证明了持续的气候变化的严重性。
决定我们一天的小时、分钟和秒数是由地球自转决定的，地球自转一周就是一天，地球上的一天就是24小时，但这种旋转并不是恒定的，它受到一系列复杂因素的影响。它可能会发生微小的变化，具体取决于地球表面及其熔融核心发生的情况。
然而，几千年来，月球的影响一直占据着主导地位，使每世纪日长增加几毫秒。月球对地球产生拉力，导致潮汐作用，会逐渐减慢地球的自转速度。
英国《皇家学会数学与物理学分会学报》的一份报告指出，在过去的27个世纪里，每一天的时长都在增加，每世纪的日长增幅约为1.8毫秒。
影响日益加剧
科学家们此前曾将极地冰川融化与地球时间变长联系起来，但新的研究表明，全球变暖对时间的影响比之前的研究显示的要大。
瑞士苏黎世联邦理工学院的Benedikt Soja教授表示，在过去，气候变化对时间的影响没有那么大，但这种情况可能正在改变，如果地球持续升温，气候变化对时间的干扰可能超过月球的影响。
具体的运行逻辑是这样的：随着人类活动使世界变暖，冰川和冰盖加速融化，融化的水从两极流向赤道，这就改变了地球的形状，即两极变平、中间变鼓，这减慢了地球的自转速度。
研究团队分析了过去200多年的气候数据，他们发现，在20世纪，气候变化导致的日长增幅在0.3～1毫秒之间。然而，在过去的二十年里，科学家们计算出的日长增幅为1.33毫秒，明显高于20世纪的任何时候。
报告发现，如果使地球变暖持续下去，格陵兰岛和南极洲的冰川流失加速，对时间的影响将会进一步加剧。到本世纪末，气候变化可能会使每日时长增加2.62毫秒。
2024年“基础四国”气候变化部长级会议召开
7月21日，2024年“基础四国”气候变化部长级会议在湖北武汉召开。生态环境部部长黄润秋出席会议、致辞并作主题发言。生态环境部副部长赵英民主持会议。南非森林、渔业与环境部部长乔治，巴西环境和气候变化部副部长托尼出席会议，印度环境、森林和气候变化部联合秘书尼莱什线上出席会议。
黄润秋表示，“基础四国”是应对气候危机、推动气候治理多边进程和国际合作的重要力量，是推进《联合国气候变化框架公约》和《巴黎协定》落实的中流砥柱，为凝聚各方共识、深化务实合作发挥了重要作用。
黄润秋强调，气候变化已经演变为现实而紧迫的危机，给全人类的生存和可持续发展带来严峻挑战，唯有坚持多边主义、加强团结合作，才能有效应对。中国共产党二十届三中全会提出，要协同推进降碳、减污、扩绿、增长，积极应对气候变化。中方将继续采取积极的气候政策和行动，持续为全球气候治理作出更大贡献。中方高度重视“基础四国”机制，愿与印度、巴西、南非一道，加强团结和协调，深化对话与合作，继续维护和践行多边主义，共同建设人与自然和谐共生的美丽地球家园。
黄润秋指出，《公约》和《巴黎协定》的目标、原则及制度安排是应对气候变化挑战的最大确定性，应继续坚持公平、共同但有区别的责任与各自能力原则，开展务实行动，稳住气候治理多边进程，在减缓、适应、资金等领域取得积极平衡成果。
印、巴、南三方均积极呼应中方发言，表示支持“基础四国”机制在多边进程中发挥更大作用，维护发展中国家整体团结。
会上，“基础四国”围绕环境与气候合作及《公约》第二十九次缔约方大会等重点议题进行深入谈论，共同协商应对气候危机、推动气候治理多边进程的解决方案。
会议原则通过《“基础四国”气候变化部长级会议联合声明》。
会后，黄润秋还与乔治举行了双边会谈，就中南气候变化领域合作进行交流。
欧盟气候监测机构：7月21日是有记录 以来全球最热一天
据路透社7月24日报道，欧盟气候监测机构哥白尼气候变化服务局提供的初步数据显示，7月21日是有记录以来全球最热的一天，全球地表平均气温达到17.09℃。
据报道，这一温度略高于2023年7月创下的17.08℃的最高温纪录。过去一周，在美国、欧洲和俄罗斯，都有大片地带遭遇热浪席卷。
哥白尼气候变化服务局证实，根据1940年以来的资料，2023年创下的单日全球平均气温最高纪录已在7月21日打破。
2023年7月3—6日，全球平均气温连续4天刷新最高纪录。哥白尼气候变化服务局指出，这是由于使用化石燃料所引发的气候变暖，造成北半球各地出现极端高温。
哥白尼气候变化服务局还表示，自2023年6月以来，单月全球平均气温已连续13个月创下有记录以来同月最高温纪录。
一些科学家已暗示，2024年可能超越2023年成为有史以来最热的一年，因为气候变暖加上厄尔尼诺现象，将2024年气温进一步推高。
哥白尼气候变化服务局主任卡洛·布翁坦波表示，“由于大气中温室气体不断增加，我们必然会看到未来几个月、未来几年内新的高温纪录被打破。”
此前5月中旬，美国国家航空航天局国家环境信息中心和全球降水气候学项目出版的《全球气候报告》显示，在美国国家海洋和大气管理局175年的记录中，2024年有61%的可能性成为“最热一年”，而跻身“最热年份”前五的可能性已是100%。
（《气候变化动态》编辑组）
