对稳定浓度目标下温室气体排放路径探析

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1、对稳定浓度目标下温室气体排放路径探析摘要为研究稳定浓度目标下温室气体排放路径的不确定性问题，应用温室气体导致气候变化评估模型(MAGICC模型)和WRE排放情景的数据对2100年温室气体浓度控制在450和550ppmvC02当量目标下的排放路径及浓度变化情况进行了研究。结果显示，目标年浓度的变化取决于起始年至目标年的累计排放量和排放路径。将排放路径峰值逐渐调整滞后时，为保证累计排放量不变，需在到达峰值后比原排放路径进行更大力度的减排。温室气体浓度在预测期内将逐渐增加，但目标年的结果变化较小，约为浓度变化最大值的1/3左右。将WRE350和WRE450排放路径的峰值分别调整至2020年和203

2、5年时，与原排放路径相比，浓度改变的最大值分别为6.4ppmv和22.8ppmv,而2100年浓度的改变值分别为1.9ppmv和7.5ppmvo关键词浓度目标；温室气体；排放路径:MAGICC模型;累计排放量中图分类号X21文献标识码A文章编号1002-2104(2011)08-0095-05doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2011.0&015长期以来，如何制定气候变化控制目标以及根据目标在国家间分摊温室气体(GHG)减排义务一直是国际政府间气候变化谈判的焦点问题。围绕这一问题，IPCC第四次评估报告［1］进行了相关研究，提出了6种稳定情景，但每种稳定情景中GHG排

3、放及相应温升变化情况的不确定范围仍然很大。作为气候变化谈判的两大阵营，发展中国家和发达国家正处在不同的发展阶段，对气候变化控制目标的科学性以及稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性也存在着很大争议。事关国家利益，我国很多学者［2-7］对其进行了相关研究，但在稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性仍一直是一个热点和难点问题。本文应用温室气体导致气候变化评估模型(ModelfortheAssessmentofGreenhouseGasInducedClimateChange,MAGICC模型)和WRE(Wigley,RichelsandEdmonds)排放情景对此进行了初步的研究和探讨。考虑到国

4、际社会对于各种气候控制目标的认可程度，本文选择将2100年GHG浓度稳定在450和550ppmvC02e的浓度稳定目标，对比了能够满足上述目标的IPCC稳定情景I、III和WRE350.450排放路径，应用MAGICC模型对WRE排放路径进行了调整和运算，以探讨和分析稳定浓度目标下GHG排放路径的不确定性以及浓度的变化情况。1MAGICC模型描述MAGICC模型是一个连接了大气循环、气候模块和冰融模块的气候变化评估模型，是最早被IPCC用来预测未来气候变化的模型之一[8]。MAGICC模型可与大气循环模型连接以预测未来的GHG浓度，并通过一个上翻-扩散气候模型连接了5个箱式模型，结合热扩散结

5、果即可模拟未来全球平均温度的变化情况。1.1排放情景为比较未来GHG浓度和全球平均温度的变化情况，可在MAGICC模型的排放库中调用不同的排放情景。MAGICC模型包括了所有主要GHG的影响，表1给出了三种最为主要的GHG（C02、CH4和N20）在不同历史阶段的浓度和自工业革命以来产生的辐射强迫估计值。1.2运行机理模型首先将从排放库中选择和编辑排放情景，之后对模型运行需要的参数，如碳循环水平和气候敏感度等进行设定，最后确定模型运行的时间和周期，其运行机理如图1所示。其中，碳循环部分分别基于1个海洋碳循环模型和4个箱式模型，其碳排放计算如式（1）[9]所示：2.123dC/dt二Efoss

6、il+Dn-Socean-Sfert①IPCC每种排放情景考虑最上限和最下限，WRE排放情景中NFB为不考虑气候反馈的情况。刘嘉等：对稳定浓度目标下温室气体排放路径的探讨中国人口•；资源与环境2011年第8期其中：dC/dt是t年GHG的排放变化量，Efoss订表示使用化石燃料造成的C02排放量，Dn是排放计算的不确定量，Socean和Sfert分别表示森林和海洋吸收的C02排放量。这与IMAGE❷AOS模型和BERN碳循环模型是类似的，它们的碳排放计算式以及浓度与排放的关系式如表2所示。由表2可见，这两个模型虽然碳排放计算有所不同，但其浓度变化都是将碳净排放或累计排放乘以转换系数

7、得出。同样地，在MAGICC模型中，当大气循环和气候模型等参数设定之后，模型将调用排放情景并将大气循环、气候模块和冰融模块综合到模型软件包内，得到未来GHG浓度、全球平均地表温升和海平面上升的变化结果。2排放路径调整及结果分析为将GHG浓度稳定到550ppmvC02e,IPCC报告指出全球C02排放须在2010-2030年间达到峰值，而WRE排放情景则为2005-2015年，两者存在一定差距。图2是IPCC排