全球林火排放的二氧化碳20多年来增加了60%
英国东安格利亚大学领导的一项国际研究表明，自2001年以来，全球森林火灾产生的CO2排放量激增了60%，在一些对气候敏感的北方森林中，排放量几乎增加了两倍。相关成果以“全球森林火灾排放的增加与温带地区的气候变化有关”（Global rise in forest fire emissions linked to climate change in the extratropics）为题发表在《科学》上。
研究显示，在横跨欧亚大陆和北美洲北方森林的最大火区之一，2001—2023年火灾造成的排放量几乎增加了两倍。温带森林的排放量在更广泛的范围内也有显著增加，每年多排放5亿吨CO2，排放中心从热带森林转移到了温带地区。
温带森林CO2排放量的增加与有利于火灾的天气增加有关，例如热浪和干旱期间出现的干热条件，以及森林生长速度的加快产生了更多的“植被燃料”。这两种趋势都来自于北半球高纬度地区的快速变暖，其速度是全球平均速度的两倍。
研究显示，在过去20年中，森林野火的范围在扩大，其严重程度也在增加。碳燃烧率是根据每单位燃烧面积排放多少碳来衡量火灾严重程度的指标，在2001—2023年，全球森林的碳燃烧率增加了近50%。研究人员警告说，只有解决了化石燃料排放等气候变化的主要原因，才能避免森林火灾的进一步扩大。
森林对于碳储存具有重要意义，在实现全球气候目标方面也发挥着至关重要的作用。研究人员指出，“热带森林火灾排放量急剧增加的趋势是对森林日益脆弱的警告，这对应对气候变化的全球目标构成了重大挑战。”
碳核算需要统一方法来帮助实现净零排放
英国巴斯大学的一项新研究指出，众多的碳核算体系正在破坏实现净零排放的努力。研究表明，多重体系增加了成本，阻碍了企业有效计算其碳排放量，同时制造了可被他人利用的漏洞。相关成果以“迈向统一的碳核算格局”（Towards a unified carbon accounting landscape）为题发表在《英国皇家学会哲学学报A》（Philosophical Transactions of The Royal Society A）杂志上。
目前，包括温室气体协议、国际标准化组织（ISO）、英国标准协会（BSI）和科学碳目标倡议（SBTi）在内的几个标准被用于碳核算。研究人员表示，这些不同的标准有自己的方法、工具和灵活性，这导致了不一致性——特别是随着系统复杂性的增加。这些报告和披露方面的不一致意味着公司要付出额外的成本，最终无法比较产品和系统及其对气候变化的影响。
研究详细阐述了统一框架的七个关键原则——其中最核心的是系统必须准确、可核查和透明。其他要求还包括：公平分配信用额度和负担；纳入全球贸易排放；具备处理排放和长期储存的能力；一致的数据要求；非专家的可访问性；以及适应未来需求的适应性。研究人员还表示：“任何碳核算方法和活动都应优先考虑全球减排和实现公正转型。
研究揭示海洋次表层热浪/冷浪的关键机制
10月16日，中国科学院南海海洋研究所詹海刚团队在《自然》上发表了题为“海洋涡旋中经常出现的次表层热浪和寒流”（Common occurrences of subsurface heatwaves and cold spells in ocean eddies）的研究论文。该研究突破了次表层连续观测数据严重匮乏的限制，首次在全球尺度上揭示了涡旋在驱动海洋次表层热浪/冷浪事件中的关键作用，并提出了涡旋会放大全球变暖对次表层极端温度的影响并加剧强热浪/冷浪的发生。
海洋热浪和冷浪分别指温度超过一定阈值的持续性高温和低温事件。这些极端温度事件严重破坏海洋生物栖息环境，造成生态系统和社会经济的灾难性后果。当前，多数研究聚焦于卫星可以直接观测的海洋表层，并基于热收支等方法将表层热浪/冷浪归因于海气热交换、海水平流以及混合等驱动机制。然而，目前的卫星难以直接观测的次表层更受关注。这是由于该水层栖息着多种重要的鱼类和珊瑚，拥有全球海洋中规模最大、开发最少的鱼类种群，在全球碳循环中发挥着重要作用。而由于长期连续的观测数据匮乏，常用的参数提取与机制分析方法难以全面应用，对次表层热浪/冷浪的发生特征与驱动机制知之甚少。
该研究分析了位于全球不同海盆、最长观测时间超过15年的8套长期潜标资料，发现了超过80%的次表层热浪/冷浪事件与表层热浪/冷浪没有直接关联。它们之中约有一半发生于反气旋涡/气旋涡经过期间。这一比例高于对应涡旋的发生频率，且强度越大的事件发生于涡内的比例越高。这表明，与海气热交换等表层极端事件的主导机制不同，涡旋在驱动次表层热浪/冷浪中起到关键作用。
尽管长期连续的潜标观测可以有效捕捉次表层极端温度事件，但因建设和维护成本高昂，目前在海洋中分布稀少，难以实现全球尺度上的评估。对比分析发现，空间离散的历史温度剖面观测数据可以较好地刻画次表层热浪/冷浪事件强度和涡旋贡献。基于此，研究分析各种观测平台积累的全球海洋200多万条温度剖面数据，并结合高度计卫星遥感的中尺度涡资料发现，反气旋涡/气旋涡对次表层热浪/冷浪的平均贡献约为30%，而在副热带流涡区和中纬度强流区的贡献可达60%以上。同时，随着涡旋强度的增加，涡内极端温度出现概率和强度均显著上升。在振幅大于40厘米的强反气旋涡/气旋涡内，发生次表层热浪/冷浪的概率是涡外的6倍多，进一步证实了海洋涡旋是驱动次表层热浪/冷浪的关键机制。
近几十年来，由于温室气体持续排放，全球海洋经历了明显变暖。为了探讨次表层热浪/冷浪的响应，该团队估算了1993—2019年10个不同动力海区的涡内与背景极端温度异常的线性趋势，发现了涡旋有助于放大全球海洋中热浪的升温速率和冷浪的降温速率。初步分析显示，海洋变暖引发的涡旋增强的作用高于垂向层化增强，这是涡旋放大效应的主导机制。
该研究揭示了海洋次表层热浪/冷浪与表层极端温度事件在时空分布与物理机制上的差异，提出了仅通过海表温度信息无法准确探测次表层热浪/冷浪事件的观点。相比之下，卫星遥感的海面高度异常能够较好地捕获海洋涡旋活动的信息，因此可以成为探测次表层热浪/冷浪尤其是强热浪/冷浪事件的关键指标之一。同时，涡旋对次表层温度、溶解氧和浮游植物的影响机制相似，因而这一成果对剖析和预测全球变暖影响下次表层海洋贫氧、浮游植物藻华等极端事件具有参考意义。
基于气候敏感度的亚洲高山区多年冻土约束预估
多年冻土区储存着大量土壤有机碳。全球增温背景下，多年冻土的退化会造成土壤有机碳释放，进一步加剧气温升高。亚洲高山区是全球中低纬度多年冻土分布最为广泛的区域。研究表明，该地区多年冻土的范围在未来可能会急剧缩小、活动层厚度增大，从而成为潜在的碳源。因此，亚洲高山冻土区的未来气候变化问题，受到气候学界的高度关注。
第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）提供的气候预估数据，被广泛地用于包括冻土变化在内的气候变化影响研究。但是，研究发现超过40%的CMIP6模式的气候敏感度超出IPCC AR6估算的2.5℃～4℃可能范围。若等权重地使用所有气候模式数据的来计算集合平均值，就可能会夸大未来温升的影响。
10月，中国科学院大气物理所江洁副研究员等在《地球物理研究快报》撰文，指出受部分气候敏感度偏高的模式影响，CMIP6模式集合平均结果显著高估了亚洲高山区表面气温未来的升温幅度，使得多年冻土的未来消融被高估。为克服气候模式敏感度过高造成的偏差，作者建立了表面升温幅度与气候敏感度之间的约束关系，基于IPCC AR6给出的气候敏感度最优估计值（3℃），对亚洲高山区增温幅度进行约束和订正。随后，基于表面温度与多年冻土概率之间的关系，进一步对亚洲高山区多年冻土面积变化的预估结果进行了约束订正。
研究表明，在经过约束订正后，在低、中等和高排放情景下（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5），到21世纪末，亚洲高山区年平均气温相对当前参考气候态（2000—2016年）将分别升高1.2℃、2.4℃和4.8℃，约束后的集合平均值较原始的温升预估结果分别低0.2℃、0.4℃和0.5℃。相应的，基于概率模型估算的未来多年冻土面积减少率（相对当前多年冻土面积）在约束后分别为37%、64%、99%。在SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下，就亚洲高山区平均而言，约束后的多年冻土面积减少率较约束前分别降低了8%和9%。
该项研究提出的约束方法能够在区域尺度上有效克服气候敏感度偏差对预估的影响，提升多年冻土变化预估的准确性。
热带气旋增加人口超额死亡率
10月，《自然》发表题为“美国热带气旋造成的死亡率”（Mortality Caused by Tropical Cyclones in the United States）的文章，通过对1930—2015年影响美国人口死亡率的501次热带气旋（TCs）事件进行梳理，评估了TCs对人口死亡率的长期影响。
TCs对社会产生一系列负面影响，并通过复杂的连锁反应进一步危害人体健康，但其对健康的全面影响仍未知。对此，来自加州大学伯克利分校、普林斯敦大学（和斯坦福大学等机构的研究人员，评估了TCs（包括飓风和热带风暴）对美国人口死亡率的长期影响。研究发现：①TCs发生后，共造成360～570万例超额死亡，相当于北美地区死亡总数的3.2%～5.1%，这种超额死亡率持续了15年；②对婴儿和65岁以上人群造成的死亡风险最大，超额死亡率从高到低依次为65岁及以上人群（46%）、1～44岁人群（32%）、婴儿（14%）、45～64岁人群（8%）；③从不同种族死亡负担分析，白人和黑人超额死亡率分别占其总死亡率的3.1%和15.6%，TCs对黑人种群的影响更大；④超额死亡主要由糖尿病、自杀、婴儿猝死综合症等原因引起，其次是心血管疾病和肿瘤。防御性适应可能会减缓TCs对人类死亡率的长期影响。
报告揭示气候变化对健康及药物需求的影响
10月4日，兰德公司（RAND）发布题为“气候变化对健康和药物需求的影响”（Impact of Climate Change on Health and Drug Demand）的报告，回顾了气候变化对人类健康影响的相关文献，开发了一个特定医疗条件的系统动力学模型，估计了气候变化对4种慢性疾病（心血管疾病、哮喘、终末期肾病和阿尔茨海默病）患病率的预期影响及由此产生的药物需求（美托洛尔、沙丁胺醇、肝素和多奈哌齐）的影响。报告的主要结论如下：
（1）气候变化将增加许多急性和慢性疾病的患病率。极端温度、降水、干旱、地面臭氧水平升高以及与野火有关的空气污染对人类健康产生了不利影响。许多健康问题都受到气候变化的影响，包括母婴健康、心血管疾病、哮喘、慢性阻塞性肺病、水和食物传播的传染病、真菌感染、媒介传播的疾病、心理健康、癌症、中风、肾病、糖尿病和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）等。
（2）随着气候变化加剧，对所研究药物的需求将普遍增加。①由于心血管疾病患病率较高，气候变化可能导致年轻人群对心血管疾病药物美托洛尔的需求增加，但在严重的气候变化情景下，由于死亡率较高，老年人群对美托洛尔的需求减少。②由于哮喘患病率增加，大多数年龄组对哮喘药物沙丁胺醇的需求可能会增加。③由于终末期肾病的患病率较高，所有年龄组对用于血液透析的终末期肾病药物肝素的需求可能会增加。④55岁及以上的成年人对阿尔茨海默病药物多奈哌齐的需求可能会增加。
（3）研究开发的模型有助于为确保药物供应的政策提供信息。①通过确保在各种气候情景下有充足的药物供应，该模型的当前版本和未来版本可为政策和创新提供信息，以缓解气候变化对药物需求的影响。②该模型的估计值有助于制定前瞻性战略，以识别供应链风险和建立供应链弹性，例如，储备并进一步多样化美国和非美国高需求药物的供应链。
气候变化或使野火烟雾相关人类死亡比例增加约10倍
《自然·气候变化》最新发表一篇论文称，研究人员通过开展一项气候变化的建模研究认为，从20世纪60年代到21世纪10年代，气候变化可能使野火烟雾相关的人类死亡比例增加了约10倍。其中，南美洲、澳大利亚、欧洲和亚洲北方森林是死亡率水平最高的地区。
该论文介绍，森林火灾烟雾和其中的微小颗粒物（PM2.5）已知会对人类健康造成威胁，最新估计认为，全球每年约有多达98748人死于与火灾有关的烟雾。在过去数十年间，积极的火灾管理和灭火活动减少了火灾，但气候变化延长了火灾多发季节，增加了全球的燃烧面积。
论文第一作者兼通讯作者、日本国立环境研究所Chae Yeon Park和同事及合作者一起，用3种火灾－植被模型研究了全球在1960年至2019年间的危险火灾排放变化。他们通过比较重现历史观测数据的模拟结果和排除历史气候变化、作为对照的假设模型研究发现，在20世纪60年代，大约1%～3%的火灾死亡人数可归因于气候变化，而到了21世纪10年代，这一数字约为5%～28%，具体数字取决于所使用的模型。
这也使得气候变化导致的超额死亡，预计从20世纪60年代的不到669例增加到21世纪10年代的12566例，其可归因于气候变化的火灾增加大多发生在热带森林和草原、北美温带森林、欧洲地中海森林以及北方森林附近。此外，由于大气运输和人口暴露的影响，可归因的死亡主要发生在南美洲、北半球非洲、欧洲，以及亚洲北方森林附近。
论文作者指出，由于包括燃料供应和气候模式等一些变量的存在，要在全球范围内找到气候变化和火灾的直接关联很难。但他们认为，本次研究在某些区域已建立起气候变化和火灾死亡间的明确关联。
论文作者总结表示，本次研究中用到的3个模型，尽管在颗粒物与死亡率关系中体现出不同归因水平，但所有3个模型在特定地区都显示出一致的趋势。
研究揭示冬季变暖对作物生物量碳影响机制
中国科学院南京土壤所研究员梁玉婷课题组联合中国科学院地球环境所、瑞士苏黎世联邦理工学院、美国俄克拉何马大学等多家研究单位，在冬季变暖对作物生物量碳影响的研究中取得了重要进展。相关研究成果已在线发表在《自然·通讯》期刊上。
作物生物量碳是全球粮食安全的重要组成部分，既直接为人类提供食物热量，也通过动物饲料间接提供蛋白质。
如今，全球气候变暖对粮食安全构成了重大威胁，因此，目前大多数研究主要关注年均气温变化对作物生长的影响。然而，冬季气温的上升幅度比其他季节更为明显，但冬季增温对作物生物量碳的具体影响仍不清楚。
该研究团队结合全球数据和为期10年的田间试验，发现冬季土壤温度与作物生物量碳呈显著负相关，即冬季土壤温度每上升1℃，秸秆和籽的碳含量分别减少6.6g/kg和10.2g/kg。造成这一现象的主要原因是土壤增温导致的土壤有机质分解加速以及微量元素的损失。如果忽视冬季变暖对作物生物量碳的不利影响，未来气候变暖情景下，粮食总产量可能会被高估4%～19%。
这项研究强调了将冬季增温的影响纳入农业生产模型的紧迫性，对于制定更精准的气候适应战略至关重要，有助于更好地保障全球粮食安全，并应对气候变化的挑战。
（《气候变化动态》编辑组）
