【思政大课】张人禾:应对气候变暖危机,构建人类命运共同体

作者:赵天润摄影:成钊、王雨 视频: 来源:融媒体中心发布时间:2024-04-09

“大气科学是一门涉及到人类生存和发展的学科。气候变暖的影响具有全球性,对人类生产生活产生重要影响,是人类命运共同体的重要体现。”

4月9日下午,中国科学院院士、中国竞彩网大学大气与海洋科学系系主任、大气科学研究院院长张人禾走上相辉北堂讲台,以《应对气候变暖危机,构建人类命运共同体》为题,面向数学科学学院、物理学系、化学系、生命科学学院、高分子科学系、环境科学与工程系和大气与海洋科学系的2023级本科生开讲“强国之路”思政大课专题大课。

全球变暖与极端天气间的“风险互联”

2021年诺贝尔物理学奖授予两位气候学家,表彰他们“用地球气候的物理建模,量化可变性并可靠地预测全球变暖”。大气科学研究中,天气和气候是核心,以大气要素变化的时间尺度来界定。

我们经常听到的天气预报明天是晴或雨,说的是“天气”。而由人类活动的影响造成的大气要素的长期变化趋势,指的就是“气候变化”。课程伊始,张人禾为同学们区分了天气、气候、气候变化、气候态等几个常见的概念。他表示,气候是一个涉及到气候系统五大圈层(大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈和岩石圈)的复杂系统。

温室气体吸收地表长波辐射,使大气变暖,让原本平均温度-18℃的地球表面变成人类宜居的15℃。但工业革命以来,增暖加速,“目前全球表面温度升高了约 1.1 °C,这是自大约 12.5万年前最后一个冰河时期以来从未有过的升温水平”。2023年7月,成为地球上有气象记录以来最热的月份,2023年夏季则是有记录以来气温最高的季节。研究表明全球变暖与人类活动有关,这种影响在未来仍将持续。

洪水、干旱、野火、热浪、海平面上升……伴随着全球变暖,全球极端事件增多。这种极端事件不仅包括极端高温变化,也包括极端冷事件。“今年1月,北京出现近30年极端最低气温极值,德国也出现了-27.3度最低气温极值。”

全球变暖,不仅对自然环境带来影响,也让人类面临死亡、营养不良、呼吸系统和心血管疾病、传染病等健康风险。张人禾称之为“风险互联”。“有预测说,到2050年全球性气候危机可能会造成1450万人死亡,带来12.5万亿美元的经济损失,医疗保健系统也会损失1.1万亿美元。”

国际社会共同应对气候变化

全球变暖对人类生活和社会经济造成如此大影响。那么,人类怎么办?

1992年制定《联合国气候变化框架公约》,1995年发起“联合国气候变化大会”,1997年达成《京都议定书》,2007年通过“巴厘岛路线图”……气候变化推动国际社会协调一致,共同应对。

2015年,继《京都议定书》后第二份具有法律约束力的气候协议——《巴黎协定》诞生。在其框架下,主要国家陆续发布各自的“碳减排计划”和实现“碳中和”的时间表。

5年后,第75届联合国大会上,我国宣布二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现“碳中和”。“这就是我国的‘双碳目标’。这一目标彰显了负责任大国形象和构建人类命运共同体的理念”,张人禾说。

什么是“碳中和”?它是指二氧化碳(CO2)人为排放量与人为去除量的平衡,实现“CO2净零排放”。要想实现这一目标,到本世纪末,人们要把全球平均温度较之工业化前水平的升高控制在2 ℃以内,努力争取控制在1.5 ℃以内。

“设定1.5 ℃和2 ℃温控目标,是有其科学基础的。作为一个临界点,超出将会对自然生态系统产生不可逆的影响。如果大家看过灾难片《后天》,就能有更切身的感受。”

没有大气科学战略优势的国家 在今后发展中将沦为边缘

在现有的统计中,化石燃料的燃烧占碳排放量的80%-90%。根据政府间气候变化专门委员会报告预测,未来十年化石能源将占据一次能源供给的70%以上。这意味着优化传统能源使用效率在能源系统低碳转型进程中,仍将起着不容忽视的作用。“对全球各国来说,现有能源利用的提效是非常重要的。”

我国能源结构与发达国家相比显著不同,经济发展与碳减排的矛盾非常突出。发达国家从“碳达峰”到“碳中和”大多经历了40-70年的过渡期,而我国仅有30年。因此,我国实现“双碳目标”面临严峻挑战。

“但中国在实现‘碳中和’目标中不懈努力,并取得显著成绩”,张人禾对台下学子说。2022年,我国可再生能源发电装机占全球可再生能源总发电装机的1/3,2012-2022年十年间,我国风电、水电、光伏、核电累积装机比例都有大幅增加。

“气候变化的研究成果在推动当代人类社会发展中产生了极大的作用。”《联合国气候变化框架公约》的签署,推动全球的协作,引领人类社会向低碳化迈进。

气候变化研究成果将使全球经济重构,改变工业革命以来的人类经济发展方式,向“无碳经济”转型。从碳排放权,到资源争夺、气候移民……更进一步,这对国际政治和外交产生不可估量的影响。

课程的最后,张人禾总结:“没有大气科学知识体系战略优势的国家,将在今后的发展中不可避免地成为边缘。”

一阵掌声过后,同学们提出自己的思考。“张院士,您更看好新能源开发来缓解全球变暖,还是AI发展下去提高能源利用效率呢?”2023级自然科学试验3班的雷竣淇提问。“目前而言,风能、太阳能等清洁能源是实现低碳经济的一个关键方面。但相信AI的发展将在实现能源转型或提高能源效率上发挥更大作用”,张人禾回答。

利用地球系统模式来实现气候预测,张人禾将大气科学的研究过程和模式预测方法分享给2023级自然科学试4班夏雨飞,解答他的提问——“目前如何对未来气候进行预测?这其中大气科学的研究过程是怎么样的”。

2023级数学1班的赵伟达问:“从数据上看温度变化的数值也就是1到2摄氏度,但是为什么我们在生活中对天气变热的感受这么明显?此外,温度升高的关键原因是化石燃料燃烧,但能源的利用又意味着工业化和发展,您对发展和气候问题间的关系有什么思考?”

“气候变暖造成气温分布概率密度函数的变化,造成极端高温出现的概率加大,因此会更多地感受到极端高温出现。化石燃料的燃烧的确是推动了工业化的发展,但发展的同时也对自然环境带来了极大的损害。我们所要做的,是在平衡中找到最优发展之法。”

制图:实习编辑:罗钰责任编辑:李斯嘉

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