IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007
第三工作组的报告 - 减缓气候变化

稳定情景

文献中的一个常用目标是CO2浓度在大气中实现稳定。如果所研究的GHG不止一种,那么一种可替代的方案是按CO2当量浓度或辐射强迫设置一个GHG浓度目标,从而根据其辐射特性对不同气体的浓度进行加权。另外一种方案是稳定全球平均温度或以该温度为目标。与温度目标相比,辐射强迫的各项目标的优点在于辐射强迫的计算不取决于气候敏感性。缺点是对每个辐射强迫水平都可能产生一系列宽泛的温度影响。但另一方面,温度目标有一个重要的优点:与气候变化的影响有着更为直接的关联性。另一种方法是针对具体稳定目标或辐射强迫目标计算自前工业化时代以来可能超过全球年平均温度上升特定值的风险或概率。

在已发表的研究结果中,到2100年,在CO2当量浓度(或辐射强迫)与仅限CO2的浓度之间存在明显而强烈的相关性,因为CO2是辐射强迫最重要的贡献因子。根据这种关系,为便于情景比较和评估,将稳定情景(既有多气体研究,也有仅限CO2的研究)分为不同的类别,这些类别在目标的严格程度上各不相同(表TS.2)。

表TS.2:根据不同的稳定目标和可替代稳定度量对最近的(第三次评估报告之后的)稳定情景所作的分类(表3.5)。

类别 额外辐射强迫 (W/m2) CO2 浓度 (ppm) CO2-当量浓度 (ppm) 达到平衡时超过工业化时代之前的全球平均温度的增幅,使用‘最佳估值’的气候敏感性 a), b)(ºC) CO2排放峰值年c) 到2050年全球CO2排放变化(2000年排放的百分比)c) 经评估的情景数量 
第一类 2.5-3.0 350-400 445-490 2.0-2.4 2000 - 2015 -85 ~ -50 
第二类 3.0-3.5 400-440 490-535 2.4-2.8 2000 - 2020 -60 ~ -30 18 
第三类 3.5-4.0 440-485 535-590 2.8-3.2 2010 - 2030 -30 ~ +5 21 
第四类 4.0-5.0 485-570 590-710 3.2-4.0 2020 - 2060 +10 ~ +60 118 
第五类 5.0-6.0 570-660 710-855 4.0-4.9 2050 - 2080 +25 ~ +85 
第六类 6.0-7.5 660-790 855-1130 4.9-6.1 2060 - 2090 +90 ~ +140 
合计 177 

注:

a) 注意由于气候系统的惯性,到2100年达到平衡的全球平均温度不同于预计的全球平均温度

b) 所用的是简单关系 Teq=T2×CO2×ln([CO2]/278)/ln(2)和 ΔQ=5.35×ln([CO2]/278)。反馈的非线性(包括例如冰盖和碳循环)可以引起有效气候敏感性对时间依赖性,并导致更高变暖水平具有更大的不确定性。最佳估测的气候敏感性((3ºC)是指最可能达到的值,即:气候敏感性PDF模态,这与WGI的气候敏感性评估相一致并从第一工作组第四次评估报告,图2,框10.2所述的其它考虑中得出。

c) 幅度范围相当于第三次评估报告(TAR)情景分布的第15至第85百分位。表示CO2排放,因此可将多气体情景与仅限CO2情景进行比较。

至关重要的是,任何具体浓度或辐射强迫目标都需要将排放降至非常低的水平,因为海洋系统和陆地系统的清除过程已饱和。提高稳定目标可将这一最终结果的时间推至2100年之后。但是,为了达到某一特定的稳定目标,排放最终必须降至大大低于目前水平。为了实现第一类和第二类稳定,在考虑的许多情景下,需要在接近本世纪末时达到净负排放(图TS. 8)(一致性高,证据量充分)[3.3.5]。

减排时间的设定取决于稳定目标的严格程度。严格的目标需要提早达到CO2排放峰值(参见图TS.8)。在最严格稳定类别(第一类)的大多数情景下,需要在2015年之前排放开始下降,到2050年进一步下降,降至当前排放量的50%以下。对于第三类,在这类情景中全球排放一般于2010–2030年左右达到峰值,之后于2040年前后回到2000年的平均水平。对于第四类,于2040年前后达到排放中值(图TS.9)。(一致性高,证据量充分)

图TS.8

图 TS.8:可替代的稳定目标类别减缓情景的排放路径(在每个图块的绿框中分别对第一类至六类稳定目标作出定义)。淡褐色阴影区给出了自TAR之后开发的近期减缓情景所反映的CO2排放。绿色阴影区描述了80多个 TAR稳定情景(Morita等,2001年)。第一类和第二类情景探讨了低于TAR最低目标的各项稳定目标。由于行业和产业的覆盖范围的不同,年排放基数在模式之间可能有所不同。为了达到较低的稳定水平,一些情景利用技术将CO2从大气中清除(负排放),如利用碳捕获和封存生产生物质能源[图3.17]。

图TS.9图TS.9

图TS.9:减缓成本与各长期稳定目标之间的关系(与工业化前水平相比的辐射强迫、W/m2和CO2当量浓度)[图3.25]。

注:各图块给出了按GDP百分比损失量衡量的成本(上),并给出了碳价(下)。左侧图块针对2030年,中间图块针对2050年,右侧图块针对2100年。个别有色线条表示有选择的研究,其具有代表性的成本动态估算范围从很高到很低不等。具有类似基线假设的模式情景用相同颜色表示。灰色阴影区代表TAR和TAR之后情景的第80百分位。实线表示具有代表性的考虑所有辐射效应气体的情景。虚线代表多气体情景,其目标是根据六种《京都议定书》气体而设定的(其它多气体情景考虑了所有辐射效应气体)。根据CO2浓度和辐射强迫目标(参见图3.16)之间的关系,增加了CO2稳定情景。

实现稳定的成本取决于稳定的目标和水平、基线和所考虑的技术组合、以及技术变化的速度。全球减缓成本[9]随着稳定水平的下降和基线排放的提高而增加。到2050年将多气体稳定在650ppmCO2当量(第四类)所需成本在2050年在GDP损失2%或增长一个百分点[10]之间。如果稳定在550ppmCO2当量的水平上(第三类),这些成本的增幅很小,GDP损失4%[11]。至于445和535ppmCO2当量之间的稳定水平,成本是GDP损失低于5.5%,但是研究数量有限,并且研究一般采用低的基线。

与仅减少CO2排放相比,多气体方法并包括碳汇一般可大幅度降低成本。实现稳定的全球平均成本尚不确定,因为在模式中关于基线的假设和减缓方案存在很大差异,并产生主要影响。对于某些国家、某些行业或在较短时段,因全球长期平均值的不同,成本可能有很大的差异(一致性高,证据量充分)[3.3.5]。

最近关于实现稳定的研究发现土地利用减缓方案(非CO2和CO2)为实现到2100年的稳定目标提供了具有成本效益的减排灵活性。根据某些情景,增加商业性生物质能源(固体燃料和液体燃料)对实现稳定是有意义的,这在本世纪内可提供5–30%的累计减排,并可能占一次能源总量的10–25%,尤其这项净负排放战略还将生物质能源与CO2捕获和封存结合起来。

对基线的选择对于确定实现稳定的性质和成本具有关键意义。这种影响主要是由于在基线情景中对技术变化作了不同的假设。

  1. ^  在本报告评估的有关减缓组合和宏观经济成本的研究基于全球最低成本方法,使用了优化减缓组合,而排放补贴则没有分配到各个区域。如果排除了区域,或选择了非优化组合,全球成本将上升。某一特定稳定水平的减缓组合及其成本的变化是因不同的假设所引起的,如:对基线的假设(基线愈低,成本则愈低)、各种GHG和所考虑的减缓方案(气体种类和减缓方案愈多,成本则愈低)、减缓方案的成本曲线以及技术变化的速度。
  2. ^  给出了分析资料的中位数和第10–90百分位数范围。
  3. ^  到2050年时GDP的4%损失量相当于GDP年增长率减少约0.1个百分点。