【科研动态】疫情引发的经济休克会给气候变化带来怎样的影响？

在疫情引发的严重社会经济危机条件下，人为排放量快速下降，进而引起某种形式的瞬变气候响应。COVID-19疫情期间，全球社会经济活动大幅度减少，气溶胶和温室气体的人为排放量显著下降。

我实验室地球系统模式创新团队利用地球系统模式，在CMIP5/IPCC AR5定义的最高排放情景——典型浓度路径RCP8.5下，模拟了此类经济危机导致的人为排放显著减少对全球和区域气候的影响。文中假定在人为排放发生非常显著改变的前提下，利用地球系统模式预估气候会做出怎样一种响应。以RCP8.5作为基础实验的排放情景，设计了3组敏感性实验：1.仅气溶胶及其前体物排放量减少(AER实验)；2.仅二氧化碳的排放量减少(CO₂实验)；3.气溶胶和二氧化碳的排放变化分别遵循1、2中的变化(ALL实验)。假设该经济危机持续2年，三组实验的排放量从2020年1月开始改变，到2021年12月恢复到RCP8.5的状态。实验设计中，为去除气候自然变率的影响，每个实验组都包含10个集合成员，进行多初值实验。

研究发现，ALL实验中二氧化碳、气溶胶及其前体物排放量的大幅减少，导致全球平均地表温度出现2020-2022年即刻升温和2020-2025年短期升温的现象，最高达+0.06 ℃。此后地表温度呈现长期低于参照实验的趋势，并一直持续到2050年模拟结束，最大降温达-0.2℃。亚洲、欧洲和北美洲平均地表温度的变化与全球平均地表温度变化趋势相似。在仅考虑气溶胶排放减少的情况下，短期内会显著升温；在仅考虑CO₂排放减少的情况下，整个模拟期间都有显著降温现象发生。在考虑气溶胶和二氧化碳排放同时减少的条件下，短期内的升温主要受气溶胶排放减少的影响，而长期的降温趋势主要受CO₂排放减少的影响。

在AER实验中，大气气溶胶浓度在2025 年已恢复到参照实验的水平，但它们对全球和区域地表温度的影响至少会持续10年以上。此现象在欧洲最为明显，其地表温度在整个实验期间(2020-2050)总是高于参照实验。这一现象可以通过不同情景间北大西洋涛动(NAO)位相的差异来解释。与参照实验情景中NAO的强负位相相比，敏感性实验中的NAO多处于正位相或中性时期，这可能引起了地表温度的年代际变化。

全球及三个区域的年平均地表温度在敏感性实验和参照实验之间的差异值。灰色阴影表示差异值在置信水平90%的Wilcoxon符号秩检验下通过了显著性检验，超过红色(蓝色)实线的差异值在置信水平90%的t检验下通过了显著性检验(黑色虚线表示95%置信水平的阈值)，右上角和右下角的数字分别表示2020-2025年和2020-2050年通过显著性检验的多年平均差异值。

研究表明，疫情引发的经济休克会导致人为排放的快速变化，从而对全球及区域气候产生显著影响。随着全球变暖和其他因素的改变，未来再次发生全球流行病的概率较大，研究其引发的社会经济冲击对气候的潜在影响有重要的科学和社会意义。

该研究成果于2020年6月在Earth’s Future期刊上发表，题目为“Economic Shock in a Climate Scenario and Its Impact on Surface Temperatures”。中山大学大气科学学院博士研究生冉琪为第一作者，创新团队首席科学家、中山大学大气科学学院董文杰教授为通讯作者。

该研究得到了国家重点研发计划和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。

原文信息：

Ran, Q., Lee, S.-Y., Moore, J. C., Min, C., & Dong, W. (2021). Economic shock in a climate scenario and its impact on surface temperatures. Earth's Future, 9, e2021EF002061. 

https://doi.org/10.1029/2021EF002061（阅读论文请点击底部“阅读原文”）

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封面：南方海洋实验室

文案：南方海洋实验室

图片：南方海洋实验室

编辑：胡悦

初审：董文杰

审核：漆姗姗、谢书谊

审定发布：杨清华

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