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文章信息
原文标题：Mitigation of China’s carbon neutrality to global warming
作者：Longhui Li, Yue Zhang, Tianjun Zhou, Kaicun Wang, Can Wang, Tao Wang, Linwang Yuan, Kangxin An, Chenghu Zhou & Guonian Lü*
第一作者单位：
Jiangsu Center for Collaborative Innovation in Geographical Information Resource Development and Application, Nanjing 210023, China
发表期刊：
Nature Communications
发表年份：2022
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文章导读
全球变暖会对自然系统和人类产生一系列威胁，包括日益严重的极端气候事件、海平面上升以及野生动物种群和栖息地的变化。为了将全球平均温升限制在1.5°C范围内，在 2030 年之后限制温室气体（GHG）排放量、2055年实现全球净零碳排放是关键策略。自2015年《巴黎协定》中商定了各国提交国家自主贡献的模式后，目前全球已有120多个国家作出实现碳中和的承诺。定量预测各国承诺的碳中和目标对减缓全球气候变暖的贡献非常重要，能够为各国平等应对全球气候变化战略的实施提供重要的信息。中国作为主要的二氧化碳排放大国，已承诺在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。这一雄心勃勃的碳减排目标将有效缓解全球变暖。最近一项报告通过简化的气候模式表明，中国实现碳中和的努力有望在21世纪末避免0.16~0.21℃的全球温升。然而，目前还没有研究通过采用全耦合地球系统模式的方法（包含气候系统的所有关键组成）量化各国碳减排承诺。
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文章摘要
预测个别国家与未来全球变暖相关的碳中和缓解措施对于描述国家气候责任非常重要，但很难量化。我们的研究表明，在共享社会经济路径（SSP） 3-7.0和5-8.5情景下，中国实现碳中和（CNCN）可减缓全球变暖0.48°C和0.40°C，分别占全球变暖的14%和9%。进一步结合 CNCN 带来的 CH4 和 N2O 排放变化， 相比于SSP1-2.6 和 SSP2-4.5 情景，全球变暖在长期内将减缓 0.21 °C 和 0.32 °C；SSP2-4.5情景下，中期内全球变暖将减缓 0.18 °C；但在短期内，所有情景对全球变暖都没有显著影响。研究结果评估了实现《巴黎协定》气候目标的集体进展，为全球盘点提供了有益的参考。
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研究结果
1. 中国碳中和行动减缓全球变暖的时间演变
遵循政府间气候变化专门委员会第六轮议程（IPCC AR6），作者们研究了全球平均地表温度（GMST）相对于1850~1900年（工业化前时期）的短期（2021~2040），中期（2041~2060）和长期（2081~2100）的变化。与工业化前时期相比，2081-2100年的GMST预计在低温室气体排放情景（SSP1-2.6）下增加1.7°C，在两种中间情景（SSP2-4.5和SSP3-7.0）下增加2.7°C和3.4°C，在高温室气体排放情景（SSP5-8.5）下增加4.7°C（图1a）。CNCN情景政策目标的模拟GMST在短期内与相应SSP情景的模拟GMST没有显著差异（图1b），短期预测中的微小响应主要是由社区地球系统模型（CESM）的内部不确定性引起的。同样，除了SSP5-8.5，中期预测也出现这种微不足道的减缓效应。SSP5-8.5情景下，CNCN减缓全球变暖0.17°C（±0.05°C）（图1c）。从长期来看，CNCN场景的策略目标中的GMST与SSP场景中的GMST有显著差异（p<0.01)（SSP1-2.6除外）（图1d）。其中对于SSP2-4.5，CNCN使GMST长期降低了0.14°C（±0.07°C）。对于SSP3-7.0和SSP5-8.5方案，CNCN可能会将长期GMST分别降低0.48（±0.09）°C和0.40（±0.09）°C（p<0.01）（图1d）。该缓解措施分别占21世纪最后20年GMST平均增长的14%和9%。
图1.中国碳中和（CNCN）情景和进一步减少CH4和NO2排放的扩展情景（CNCNext）.（a）2015~2100年CMIP6、CNCN和CNCNext情景下，相对于前工业时期（1850~1900年）GMST平均值变化的时间演变。（b）（c）（d）分别代表四种共享社会经济路径（SSP）下，CNCN和CNCNext情景在短期（2021~2040）、中期（2041~2060）和长期（2081~2100）对全球变暖的减缓效应。
由图1可见，与工业化前相比，2081~2100年全球平均气温在SSP1-2.6情景下上升1.7℃，在SSP2-4.5与SSP3-7.0情景下上升分别为2.7℃与3.4℃，在温室气体排放最高的SSP5-8.5情景下，升温达到4.7℃。短期内，CNCN情景下的温升与CMIP6情景相差无几，这主要是模型内部的原因。然而长期内，除SSP1-2.6外，CNCN情景下的温升显著降低，在SSP3-7.0与SSP5-8.5情景下，可分别达到0.48（±0.09℃）与0.4（±0.09℃）的温度变化。进一步考虑另外两种温室气体的情景模拟在中短期内与CNCN情景的结果相差不大；而在长期内，除SSP3-7.0情景下，CNCNext情景均可在CNCN情景基础上进一步避免温升。
2. 中国碳中和行动减缓全球变暖的空间差异
人为二氧化碳排放对GMST的影响显而易见。CNCN带来的表面温度变化（dT）取决于不同情景，在空间上存在显著差异，并且随着时间的推移而变化。在全球尺度上，dT的大小从-1.84到1.76°C不等（图2）。在区域范围内可以看到显著的差异。在短期和中期内，全球只有0.2-4%地区与CMIP6情景相比出现显著的温度变化的差异（图2a-d）。SSP1-2.6情景下，短期与长期模拟中巴伦支海地区甚至出现增暖。这是因为CNCN情景比SSP1-2.6的默认排放更高。长期内，在SSP3-7.0情景下，CNCN情景带来显著的全球变暖减缓效应，且对于高纬度减缓效应较强，低纬度地区减缓效应较弱。
图2中国碳中和（CNCN）情景与四种共享社会经济路径（SSPs）的默认CMIP6情景之间的平均表面温度差异.
CNCNext所代表的CO2、CH4和N2O三种温室气体减排情景下，会额外导致短期内SSP1-2.6与SSP2-4.5情景下部分区域增暖，SSP5-8.5情景下北半球高纬地区变暖有所缓解。长期模拟结果显示，三种温室气体共同减排的缓解效益会更加明显，在SSP1-2.6、SSP2-4.5情景下的北半球高纬度地区更加显著。从长期来看，三种温室气体联合减排对于全球变暖的减缓效应较为显著。
图3 中国碳中和扩展情景（CNCNext）与四种共享社会经济路径（SSPs）的默认CMIP6情景之间的平均表面温度差异
本研究量化了中国碳中和承诺对未来全球变暖的相对贡献，这对于量化单个国家在时间范围和空间分布尺度上的碳排放缓解情况提供了丰富的信息和洞察力。我们的结果为全球盘点提供了有用的参考，这也意味着迫切需要世界所有国家的共同努力，通过净零碳行动来缓解进一步的全球变暖。
文章链接：
https://www.nature.com/articles/s41467-022-33047-9
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