IPCC AR6 WGI报告的背景、架构和方法

Chen D, Lai H W. Interpretation of the IPCC WGI report in terms of its context, structure, and methods [J]. Climate Change Research, 2021, 17 (6). DOI: 10.12006/j.issn.1673-1719.2021.224

http://www.climatechange.cn/CN/10.12006/j.issn.1673-1719.2021.224

前言

IPCC于2021年8月发布第六次评估报告（AR6）第一工作组报告。报告中提供了对全球气候系统和区域气候变化的最新物理解释，再次确认前几份报告所提出的警讯。报告的目的是统整发表于各学术期刊的气候变迁研究成果并提供有关过去气候如何变化的事实，揭示人类活动在这些变化中所起的作用，进行完整的评估以供决策者参考。

本文聚焦报告的背景、架构和方法并介绍当前气候变化评估的主要进展。内容包括各章节的组织架构，报告如何确立人类活动对气候系统影响的事实，介绍来自更完整的古气候和仪器观测的多项证据与来自改进的气候模型的预估，以及更实用的气候信息。本文最后详细地介绍报告使用的一些重点方法及概念，例如，能够增进对于气候系统过程的理解的事件归因，以及降低气候模式不确定性并更好地约束气候敏感度的范围。本解读主要关注报告的第一章内容与结果。结果显示，与以前的评估报告相比，AR6提供了更综合实用的信息和认识，更加强调了区域气候变化，以及更好地约束了气候敏感度的估计。该报告最重要的结论之一是人类活动对气候变化的影响已从科学认知演变为不争的事实。

架构

报告围绕大尺度信息、过程理解和区域信息等三大主题构建。这与AR5的结构有所不同。新的结构更能统整对知识的完整理解。例如，第八章在评估气候变化引起的水循环变化时，包含并整合了对模型、观测证据和古气候记录的评估。报告的12个章节可以归为以下3类。（1）大尺度信息（第二、三和四章）：这些章节评估了从全球到大陆或海盆尺度的气候变化信息。（2）过程理解（第五、六、七、八和九章）：这些章节都提供了对当前观测到的变化的评估，包括相关的古气候信息和对过程和机制的理解以及预估和模型评估。（3）区域信息（第十、十一、十二章和图集）：报告反映了区域尺度气候变化的新知识，共有4章涵盖区域信息。

重要进展和方法

自AR5以来AR6 有如下5个方面的重要进展和一些新方法。

1.确定了人类活动对气候系统影响的事实

有大量证据表明气候自工业革命以来确实发生了变化，而人类活动是造成这个变化的主要原因。这是IPCC第一次无可置疑地将全球变暖归因于人类活动的影响。更重要的是，报告也首次确认了气候变化在加剧极端天气气候事件（如极端热浪和强降雨事件）中的作用。人类活动正使包括热浪、强降水和干旱在内的极端气候事件变得更频繁和严重。此外，报告还评估了过去几十年对全球地表温度和变暖的时空特征的预估，并发现这些过去的预估与随后的观测大体一致。这证明了气候模型在人类活动对气候影响方面的预估能力。

2.与其他工作组进行了更多的协调

加强3个工作组之间的相互联系，可以使最终的跨工作组的综合报告更具一致性。报告中的各章以及与WGII和WGIII评估的协调与综合以多种方式进行，包括制定通用词汇表、统一风险框架、未来大规模变化的情景和预估以及各种全球变暖水平。

第八章至第十二章以及图集也涵盖了WGII在多个领域评估的主题，包括区域气候信息和相关气候风险。这种方法可以对跨工作组的气候变化影响进行更综合的评估。特别值得一提的是第十章讨论为用户生成的区域气候信息、与用户共同设计研究以及将信息转化为用户背景（特别是针对WGII）。第二章至第七章中涉及与WGIII主题相关的内容，例如碳预算、短期气候强迫因素和排放指标等，它们都与减缓气候变化相关。报告在相关章节内定义了一致性的碳平衡和净零排放目标的概念，以支持综合报告中的论述。报告通过使用3个核心组成部分：情景、全球变暖水平以及累积碳排放与全球变暖之间的关系，在3个工作组内部和之间进行协调与综合对未来气候变化的评估。

3.关注气候信息的有用性

自AR5以来，“气候服务”在多个层面（地方、国家、区域和全球）有所进展，以帮助个人和部门与组织的决策，为气候变化作好准备和及时采取早期行动。同时，重点关注与气候变化风险评估相关的多个十年时间尺度。报告提供与改进决策服务的相关信息，包括评估构建区域信息的方法，以及提供与不同部门的影响和风险评估相关的区域层面的预估。

4.更好的历史数据、对气候系统过程的更深入理解及改进的气候模型

自AR5以来，新的再分析资料在许多方面有了长足的进步，包括提高分辨率、扩展观测数据、更一致的数据同化、对因初始条件引起的不确定性有更好估计以及改进对海洋的描述等。人类对气候系统过程的理解也更加深入。今天，更多的数据和更好的冰盖模型揭示了出乎意料的高融化率，这将导致21世纪内发生全球重大变化，尤其是海平面大幅上升。

最新一代的复杂气候模型改进了许多物理过程的描述。今天的地球系统模型包括了海洋、冰、雪、植被和许多其他变量的详细模块。其中许多地球系统模型还包含了生物地球化学循环。自 AR5 以来，可以更好地捕捉小尺度过程和极端事件的更高分辨率的气候模型已经投入使用。对气候模型的一个重要测试是它们在仪器记录期间（自1850年左右）模拟地球气候的能力。支持这次评估报告的关键模式包括全球耦合模式比较计划第 6 阶段（CMIP6）的全球模型和协调区域气候降尺度试验（CORDEX）的区域模式。报告还评估了使用CMIP5模拟的结果。自 AR5 以来，尤其是在区域尺度上，基于单个模型使用相同的气候强迫进行多次模拟的大型集合模拟越来越多地被用于了解气候系统内部变率和气候系统中强迫变化的相对作用。集合模型模拟的广泛可用性有助于更好地估计未来变化预估中的不确定性。另外，报告评估了一组简化气候模型，并使用这些模拟器为不同研究领域之间传递气候信息。

新方法

（1）自AR5以来，故事情节或叙述可以更好地协助风险评估和决策、区域过程理解与气候预估中不确定性的交流。其目的是构建一个潜在气候变化途径的情景。

（2）根据气候变化情景的描述，报告提供风险框架以评估可能的未来。AR5第一工作组着重在灾害方面的风险，这次报告则提供跨工作组的风险框架以提升工作组之间对于风险的交流。报告使用气候影响驱动因素而非灾害来描述物理系统，例如第十二章和图集章用产生影响的气候因子（CID）描述各区域气候变迁的相关影响。

（3）AR6定义了突变、临界点和意外事件这3个关键概念以帮助对气候变化和风险的各种特征的讨论。

（4）先前的IPCC报告已经评估全球或大陆的平均温度变化与人类活动之间的归因，这次报告则强调极端事件与人类活动之间的归因以及可能途径。

（5）限制或缩小气候模型结果范围的一种方法是使用萌现约束，萌现约束已被成功地用于改进对平衡态气候敏感度（ECS）的估计。AR6综合萌现约束、对气候系统中反馈过程的认识、观测到的自1850年以来的历史变暖及对史前气候变化（如末次冰期更早的气候回暖）来估算这4种方法，完成了比任何单一方法更准确的估计。与之前的IPCC报告相比，AR6将估计ECS的不确定性减少了将近一半，这意味着对未来全球变暖的计算变得更加准确。ECS的可能范围现在确定为2.5~4.0℃。

小结

IPCC AR6报告证明我们对气候系统基本特征和物理过程的理解是科学和完善的。报告中最重要的结论应该是人类活动毋庸置疑地导致了全球变暖。基于改进的观测资料和古气候重建、模型、情景和气候敏感性估计，报告得出的结论是在考虑所有的排放情景下，至少到21世纪中叶全球地表平均气温（GSAT）将继续升高。除非在未来几十年内大幅减少CO2和其他温室气体排放，否则 21 世纪末全球变暖将超过 1.5℃甚至 2℃。