2020年7月3日,印度政府地球科学部(Ministry of Earth Sciences, MoES)发布首部关于印度地区气候变化评估的报告——《印度地区气候变化评估》(Assessment of Climate Changeover the Indian Region)。该报告分析了由人类引起的全球气候变化对印度次大陆和区域季风、毗连的印度洋与喜马拉雅山脉的影响,并基于印度地区观测到的、预计的未来气候变化的科学分析及评估,简要地讨论了气候变化政策措施的潜在影响。
该评估报告基于经过同行评审的科学出版物、已发布的政府间气候变化专门委员会(IPCC)评估报告、长期气候观测记录的分析、古气候重建、再分析数据集以及通过世界气候研究计划(WCRP)下的耦合模式比较计划(CMIP)和联合区域气候降尺度试验-南亚区(CORDEX South Asia)等科学项目得到的气候模式预测结果,以及印度首个气候模式——由印度热带气象研究所(IITM)气候变化研究中心开发的地球系统模式(IITM-ESM)的CMIP6预测结果,进行了评估印度各地区气候变化的首次尝试。
报告的主要结论如下:
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观测到的全球气候变化
自工业化以来,全球平均温度升高了约1 ℃。这种变暖幅度和速率无法仅用自然变化来解释,而必须考虑到人类活动引起的变化。工业时期的温室气体、气溶胶排放以及土地利用和土地覆盖(LULC)的变化极大地改变了大气成分,进而改变了地球的能量平衡,是当今气候变化的主要原因。自1950年以来的气候变暖已经造成全球范围内极端天气和气候事件增加、降水和环流模式改变、全球海洋变暖和酸化、海冰和冰川融化、海平面上升以及海洋和陆地生态系统的变化。
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预测的全球气候变化
全球气候模式预测20世纪人为引起的气候变化将延续到21世纪及未来。如果维持当前的温室气体排放速度,到21世纪末平均气温将可能上升近5 ℃甚至更多。即使所有的减排承诺(即“国家自主贡献”)都可以实现,预计到21世纪末全球变暖将超过3 ℃。但是,全球温度上升是不均匀的,世界某些地区的变暖将超过全球平均水平。大幅的温度变化将加速气候系统中已经在发生的其他变化,例如降水模式的变化和极端温度的升高。
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印度的气候变化
自20世纪中叶以来,印度的平均气温不断上升;季风降水减少;极端温度与降水事件、干旱和海平面上升的发生频率增加;强气旋强度增加;季风系统也随之发生了变化。已有确凿的科学证据表明,人类活动已经引起了区域气候变化。预计人类活动引发的气候变化将在21世纪继续。为了提高未来气候预测的准确性,尤其是在区域预报方面,必须制定战略性方法以增进对地球系统过程的了解,并继续加强观测系统和气候模式。
(1)气温上升。①印度的平均温度在1901—2018年升高约0.7℃,大部分是因为温室气体排放引起的变暖,一部分在人为气溶胶和LULC变化的强迫下被抵消。②在典型浓度路径(RCP)8.5情景下,预计到21世纪末印度的平均温度相对于过去(1976—2005年,下同)上升约4.4 ℃。③最近30年(1986—2015年),年最热白天和最冷夜晚的温度分别上升了约0.63 ℃和0.4℃。在RCP 8.5情景下,预计到21世纪末的温度相对于过去将分别上升4.7 ℃和5.5 ℃。④温暖白天和夜晚的发生频率比过去分别增加55%和70%。⑤预计到21世纪末夏季(4—6月)热浪事件的发生频率比过去高3~4倍,其平均持续时间也将增加1倍左右。⑥在地表温度和湿度的共同作用下,印度地区的热胁迫将被放大,特别是在恒河和印度河流域。
(2)印度洋变暖。①1951—2015年,热带印度洋的海表温度(SST)平均上升了1 ℃,明显高于同期的全球平均SST增温0.7 ℃。在过去60年(1955—2015年)中,热带印度洋上层700 m的海洋热含量也呈上升趋势,而在过去20年(1998—2015年)急剧上升。②在21世纪,预计热带印度洋的SST和海洋热含量将继续上升。
(3)降水变化。①1951—2015年,印度的夏季季风降水(6—9月)下降了约6%,印度-恒河平原和西高止山脉(Western Ghats)的降水量明显减少。多个数据集和气候模式模拟显示出新的共同特征,即人为气溶胶强迫对北半球的辐射效应已大幅抵消了温室气体增暖预期带来的降水增加,并导致了夏季风降水的减少。②在夏季风期间,正在向更频繁的干期(1981—2011年相对于1951—1980年增加了27%)和更加强烈的湿期转变。在全球范围内,随着大气湿度的增加,局部强降水的发生频率增加。1950—2015年,印度中部日降雨量超过150 mm的极端事件的发生频率增加了约75%。③随着全球持续变暖和预期未来人为气溶胶排放的减少,CMIP5模式预测季风降水的平均值和变率将在21世纪末增加,同时日降水极值也将大幅增加。
(4)干旱。①过去的60~70年中,季节性夏季风降水总体减少,导致印度干旱的可能性增加。1951—2016年,干旱发生的频率和空间范围都显著增加。特别是在印度中部、西南海岸、南部半岛和印度东北地区平均每10年遭受2次以上的干旱,受干旱影响的地区也每10年增加1.3%。②气候模式预测表明,在RCP 8.5情景下,由于季风降水变率增加和温暖大气中水汽需求增加,预计到21世纪末印度干旱的频率、强度和范围极有可能增加。
(5)海平面上升。①全球变暖带来的陆地冰融化和海水热膨胀,导致全球海平面上升。1874—2004年,北印度洋(NIO)的海平面上升速度为每年1.06~1.75 mm,并在过去25年(1993—2017年)中加速到每年3.3 mm,与当前全球平均海平面上升速度相当。②在RCP 4.5情景下,预计到21世纪末北印度洋的海拔相对于1986—2005年平均值将上升约300 mm,同期全球平均海平面将上升约180 mm。
(6)热带气旋。①自20世纪中叶以来(1951—2018年),北印度洋热带气旋每年发生的频率显著减少。与此相反的是,季风期后强气旋风暴(VSCSs)的发生频率在过去20年(2000—2018年)显著增加,每10年增加1次。但是,关于人为变暖造成这些趋势的明确信号尚未出现。②气候模式预测,21世纪末北印度洋海盆热带气旋的强度增加。
(7)喜马拉雅山脉的变化。①1951—2014年,兴都库什-喜马拉雅(HKH)地区的温度升高了约1.3 ℃。最近几十年,HKH多个地区经历了降雪量下降和冰川消退的趋势。相比之下,高海拔的喀喇昆仑-喜马拉雅山脉却冬季降雪增加,使该地区免于冰川萎缩。②在RCP 8.5情景下,预计到21世纪末HKH地区年平均地表温度将上升约5.2 ℃。CMIP5模式预测表明,预计到21世纪末HKH地区的年降水量增加,而降雪减少。
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气候变化政策措施的潜在影响
根据气候模式的预估,快速发生的气候变化将使印度在自然生态系统、农业产量、淡水资源、基础设施等方面面临越来越大的压力,可能对国家的生物多样性、食物、水、能源安全和公众健康产生严重后果。根据《IPCC全球升温1.5 ℃特别报告》对这些影响的总体结果,预计印度等热带国家将受气候变化对经济增长的影响最大。
由于气候变化带来的威胁多种多样,因此,将脆弱性评估作为制定气候变化适应和减缓战略长期规划的核心至关重要。通过扩大观测网络、持续监测、对区域气候变化及其影响的研究、开发综合的多尺度预测模型,可以实现印度的气候变化适应和减缓响应。有必要制定可用的研究和应用议程,以便将研究转化为适应气候变化的有效决策工具。公平和社会正义对于增强气候适应能力至关重要,最脆弱的人群,如贫穷人口、残疾人士、户外工人和农民等,将首当其冲受到气候变化的影响。
正如气候变化影响逐级递增形成复杂的多种灾害,部分政策措施有可能带来多种收益。例如,向可再生能源的战略转型将减少温室气体排放以及冷却水消耗。低影响的开发和
绿色建筑基础设施可以减少城市供暖需求与空气污染。空气污染的减少将提升太阳能发电效率,甚至潜在地有助于增加印度季风雨季的降水。降雨增加以及采取节水措施将有助于恢复地下水位。恢复地下水位不仅可以改善水的安全性和抗旱能力,还可以帮助检查地面沉降,从而减少海平面上升和风暴潮的影响。
开展雄心勃勃的植树造林工作同样提供了多种收益。除了通过
碳汇减缓气候变化,树木可以通过改善土壤的水土保持力从而增强抵御洪灾和泥石流的能力,通过增加渗透到土壤中的地表水从而提高抵御干旱的能力,通过减少风暴潮和海平面上升造成的海岸线侵蚀从而改善沿海基础设施和栖息地的恢复力,通过降低环境温度从而降低对极端高温的脆弱性,并且有助于保护野生动植物和生物多样性。
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