《气候的时空变化》课件

气候的时空变化地球气候系统展现出极其复杂的动态特性，是大气、海洋、陆地和冰雪多个组成部分相互作用的结果这种复杂系统在时间和空间尺度上都呈现丰富的变化规律，从短期季节变化到长期冰期与间冰期交替，从赤道热带到极地冰原，气候展现出多样化的面貌本次讲座将带您探索气候系统的时空变化特征，解析其背后的物理机制，并展望未来气候变化的可能路径以及人类社会的应对策略通过科学视角，我们将审视这一影响全球生态和人类文明发展的核心环境系统气候科学基础气候系统四大组成气候与天气的区别气候变化关键指标大气圈地球表面气体包层天气是短期大气状态，变化迅速，预温度波动与趋势••测范围通常在数天；气候则是长期大水圈海洋、河流、湖泊等水体降水模式变化••气状况的统计特征，研究时间尺度从生物圈地球上所有生命形式海平面高度••月、季节到数十年、数百年不等岩石圈地球坚硬的外壳极端天气事件频率••气候研究的科学方法地质记录分析卫星观测技术计算机模拟与预测科学家通过研究冰芯、湖泊沉积现代卫星系统提供了前所未有的全超级计算机运行复杂的气候模型，物、深海岩芯等地质记录，重建过球气候监测能力，可以持续观测极模拟大气、海洋和陆地系统的相互去数千乃至数百万年的气候历史地冰盖变化、海平面上升、植被覆作用，预测未来气候变化趋势，为这些时间胶囊记录了大气成分、盖及大气成分，为气候模型提供实政策制定提供科学依据温度变化等关键信息时数据支持气候系统的能量平衡温室效应太阳辐射大气中的温室气体（如二氧化碳和甲太阳能量是地球气候系统的主要驱动烷）吸收地表发出的红外辐射，并重力，约被大气、云层和地表反射30%新辐射一部分回地表，维持适宜温度回太空，其余被地球系统吸收辐射平衡热量传输长期来看，地球系统吸收的太阳能量大气和海洋环流将热量从赤道向两极与辐射到太空的能量大致平衡，维持传输，减少不同纬度间的温度差异全球平均温度相对稳定气候变化研究的重要性全球生态系统平衡维持地球生命支持系统的稳定性人类社会影响关系到粮食安全、水资源和人类健康可持续发展确保当代与后代的发展需求平衡气候系统是地球生命赖以生存的基础环境，其稳定性对全球生物多样性保护至关重要随着人类活动对气候系统的干扰不断加剧，生态系统平衡面临前所未有的挑战，许多物种面临栖息地丧失的威胁气候变化还直接影响人类社会发展，从农业生产到城市规划，从能源安全到人口迁移，无一不受气候变化的深刻影响因此，深入研究气候变化机制，预测未来变化趋势，是实现可持续发展的必要前提地质历史中的气候变迁前寒武纪（45亿-

5.4亿年前）中生代（

2.5亿-6600万年前）地球早期经历极端气候变化，从雪球地球到温室气恐龙时代气候普遍温暖湿润，大气二氧化碳浓度高，两候，为生命起源和演化创造条件极无永久性冰盖1234古生代（

5.4亿-

2.5亿年前）新生代（6600万年至今）气候总体温暖，二叠纪末期发生大规模物种灭绝事件，气候逐渐冷却，形成现代冰期间冰期循环，人类在最-可能与火山活动和气候变化有关近一次间冰期（全新世）繁盛发展古气候重建技术冰核取样分析沉积物研究树轮年代学南极和格陵兰冰盖包含数十万年的大气海洋、湖泊和洞穴沉积物保存了丰富的温带和寒带树木每年形成一个生长轮，信息，科学家通过分析冰核中的气泡、气候信息科学家通过分析沉积物中的其宽度、密度和同位素组成受当年气候同位素和杂质，重建过去的温度和大气微体生物化石、矿物成分和化学元素分条件影响通过分析千年古树和保存完成分变化最深的冰核可追溯至万年布，重建区域性降水、温度和植被覆盖好的古木，科学家可精确重建过去数千80前，为研究冰期间冰期循环提供关键的历史变化年的气候变化，精度可达年际尺度-数据全新世气候特征早全新世（11,700-8,200年前）冰川退缩期，气候迅速变暖，海平面快速上升，人类开始从狩猎采集转向农业生活这一时期的气候稳定为早期农业文明提供了有利条件，促使人类在中东地区开始种植小麦和大麦中全新世（8,200-4,200年前）全新世气候最适宜期，温度略高于现在，萨哈拉地区曾是草原这一时期全球多地出现农业文明，包括中国黄河流域、埃及尼罗河谷和美索不达米亚地区，人类开始建立大规模定居点晚全新世（4,200年前至今）气候逐渐冷却，出现小冰期等气候波动，近年来人类活动导150致气候系统快速变化工业革命后，温室气体排放导致全球变暖速率远超过全新世早期自然变暖的速率第四纪气候变化时间（千年前）温度偏差°C更新世气候转型100,00023,000主冰期周期岁差周期年为一个完整冰期-间冰期循环年影响季节强度变化41,0005-15倾角变化温度波动年影响季节温度差异摄氏度的冰期-间冰期温差更新世（约260万年前到11700年前）是第四纪的主要部分，这一时期地球经历了剧烈的气候波动，特别是多次冰期-间冰期交替这些气候波动导致了生物多样性和生态系统的重大变化，许多大型哺乳动物（如猛犸象和剑齿虎）在更新世末期灭绝气候急剧变化期间，生物种群分布发生大规模迁移，动植物不得不通过进化适应快速变化的环境条件这些生存挑战也促使人类祖先发展出复杂的社会结构和技术创新，提高了面对环境变化的适应能力全球气候系统概述大气环流哈德利环流、费雷尔环流和极地环流共同构成全球大气环流系统海洋环流热盐环流将热量从赤道输送至极地，对全球气候调节作用显著水循环蒸发、凝结和降水过程在空间上重新分配能量和水资源碳循环大气、海洋、陆地和生物圈之间的碳交换影响大气温室气体浓度地球气候系统是由大气、海洋、陆地、冰雪和生物圈多个子系统相互作用形成的复杂动力系统这些子系统通过能量、水分和物质的交换紧密联系，共同调节全球气候状态气候系统具有内在的变率和周期性，同时也对外部因素（如太阳活动变化、火山爆发和人类活动）做出响应理解这一系统的内部机制和外部驱动力，是准确预测未来气候变化的关键大气环流基本原理科里奥利效应热带辐合带三圈环流由于地球自转，北半球大气运动向右偏赤道附近的低压带，南北半球的信风在大气环流在经向剖面上形成哈德利环流转，南半球向左偏转这一效应是形成此汇合上升，形成强对流活动和丰沛降（低纬）、费雷尔环流（中纬）和极地全球风系和海洋环流模式的基础，影响水热带辐合带随季节南北移动，影响环流（高纬）三个环流圈这一环流结天气系统的运动轨迹科里奥利力的强热带地区雨季和旱季的分布，是全球水构是全球气候带形成的动力学基础，决度随纬度增加而增强，在赤道处为零，分和能量循环的重要环节定了热带、温带和极地气候的基本特在两极最大征海洋环流与气候海洋覆盖地球表面的，是全球最大的热量储存库海洋环流系统通过表层风生环流和深层热盐环流，在全球范围内输送热量和物质墨西哥湾71%流每秒输送的热量相当于万个核电站的功率，使西欧地区比同纬度其他地区温暖约1005°C南极绕极流是世界上最强大的海流，将所有大洋连为一体，在全球气候系统中起着隔离器的作用，使南极大陆与全球气候系统部分隔离海洋环流的变化可能导致区域甚至全球气候的显著变化，是气候变化研究的重点领域之一厄尔尼诺现象太平洋东部海水变暖正常年份的东太平洋冷水上升被抑制信风减弱或逆转大气环流模式发生显著变化全球降水格局改变导致不同地区出现干旱或洪涝厄尔尼诺南方涛动（）是全球最显著的年际气候变化信号，起源于热带太平洋，但影响遍及全球厄尔尼诺期间，太平洋-ENSO东部和中部海温异常升高，引发全球大气环流变化这一现象通常每年发生一次，持续个月2-79-12厄尔尼诺事件影响全球粮食产量、渔业资源、传染病传播和极端天气发生频率其反相位现象拉尼娜则表现为太平洋东部异常变冷，同样会导致全球性气候异常厄尔尼诺现象的预测和研究对减轻气候灾害风险具有重要意义大气层结构平流层对流层公里高度，含臭氧层，温度随高度10-50公里高度，温度随高度降低，包含约0-10升高，气流稳定大气质量和几乎所有水汽与天气现象80%中间层公里高度，温度再次随高度降低，50-80达到大气最低温区外逸层热层公里以上，大气极其稀薄，逐渐过渡700到太空环境公里高度，温度急剧升高，含电80-700离层，影响无线电波传播全球风系风系名称位置特征气候影响信风带热带区域稳定的东北风形成热带气候，（）（北半球）和东影响贸易航线30°N-30°S南风（南半球）西风带中纬度区域盛行西风，变化温带气旋和反气（）较大旋活动频繁30°-60°极地东风高纬度区域冷空气下沉产生寒冷干燥的极地（以上）的极地东风气候60°季风系统亚洲、非洲等热夏季洋向陆风，明显的雨季和旱带和亚热带地区冬季陆向洋风季交替全球风系是大气环流在地球表面的直接体现，风向和风速的分布与大气压力分布和地球自转密切相关大尺度风系形成了全球气候带的基本格局，而局地风则受地形、海陆分布等因素影响，表现出丰富的区域特征区域气候多样性热带气候区温带气候区温度全年较高，年较差小四季分明，温度年较差大••降水充沛，常有明显雨季降水模式多样，有海洋性和••大陆性之分包括热带雨林、热带季风和•热带草原气候包括地中海、温带海洋、温•带大陆和温带季风气候生物多样性极高，生产力强•人类活动最为密集的区域•极地气候区常年寒冷，冬季极端低温•降水稀少，主要以雪形式存在•包括极地和亚极地气候•冰雪覆盖广泛，生物适应性强•热带气候区热带气候区位于南北回归线之间，太阳辐射强度全年较高，年平均温度通常在以上，昼夜温差往往大于年温差热带最20°C典型的气候类型是热带雨林气候，全年高温多雨，如亚马逊盆地和刚果盆地；热带季风气候则具有明显的干湿季节，如印度和东南亚；热带草原气候（萨瓦纳）降水更为季节性，如非洲东部热带地区是地球上生物多样性最丰富的区域，热带雨林虽然仅占地球陆地面积的，却拥有超过的陆地生物种类同6%50%时，热带气候区也面临森林砍伐、土地退化和气候变化等多重压力，生态系统保护面临严峻挑战温带气候区地中海气候温带海洋性气候温带大陆性气候夏季炎热干燥，冬季温和冬暖夏凉，全年降水均冬冷夏热，降水季节性变多雨典型地区包括地中匀多见于西欧、新西兰化明显分布于北美内海沿岸、加利福尼亚、智和南美南部受海洋调节陆、欧亚大陆内部温度利中部、南非西南部和澳影响，温度年较差小，适年较差大，是世界主要粮大利亚南部这类气候有合农牧业和人类居住食产区利于葡萄、柑橘等经济作物生长温带季风气候夏季高温多雨，冬季寒冷干燥主要分布在东亚，如中国东部、朝鲜半岛和日本农业历史悠久，文明发展历史长极地气候区极地气候特征北极地区南极地区全年平均温度极低，通常低于北极是一个被陆地环绕的海洋，中心南极是一个被海洋环绕的大陆，•0°C98%为浮冰覆盖的北冰洋这一区域的气的面积被厚达米的冰盖覆盖南年降水量极少，多在毫米以下2000•250候受到海洋调节，相对南极温度较极内陆是地球上最寒冷的地区，最低冬季极夜，夏季极昼现象•高北极圈内分布有苔原生态系统，温度可达由于极端环境条-

89.2°C永久冻土和冰盖广泛分布•植被以地衣、苔藓和矮小灌木为主，件，南极大陆内部几乎没有高等植物生态系统结构简单，物种特化程度•珍稀动物包括北极熊、麝牛和驯鹿和陆生动物，沿海地区则有企鹅和海高等豹等动物气候变化影响全球系统层面影响整个地球系统平衡生态系统层面改变物种分布与相互作用人类社会层面影响经济、健康与社会稳定个体层面影响日常生活与个人福祉气候变化的影响是多层次、全方位的，从全球碳循环、水循环等地球系统过程，到具体生态系统的结构和功能，再到人类社会的粮食生产、能源供应、公共卫生和经济发展等各个方面，无一不受气候变化的深刻影响这些影响并非均匀分布，不同区域、不同社会群体面临的气候风险存在显著差异一般而言，发展中国家和弱势群体受气候变化的负面影响更为严重，气候正义问题日益受到国际社会关注生态系统变化植被分布变迁物种迁移适应生物多样性损失温度带随全球变暖向极地和高海拔地区动物种群通过改变分布范围和迁徙模式气候变化与栖息地丧失、过度捕捞和污移动，导致森林边界北移，草原向荒漠来适应气候变化鸟类提前繁殖，北极染等压力因素叠加，加速全球生物多样转变中国青藏高原的高山生态系统对物种向北迁移，海洋生物向温度适宜水性丧失第六次大规模物种灭绝已经开温度变化特别敏感，温带林线上移速度域移动然而，地理隔离、栖息地破碎始，科学家预测，如果全球气温上升超可达每十年米热带地区的生物化和人类活动阻碍了许多物种的自然迁过，将有的物种面临灭绝风20-302°C16-18%多样性热点面临栖息地碎片化威胁移路径，增加了灭绝风险险，热带珊瑚礁等敏感生态系统可能完全崩溃海平面上升

3.6毫米/年当前全球海平面年均上升速率19厘米过去百年海平面上升总量2倍近30年上升速率比20世纪平均水平快1米本世纪末海平面可能上升幅度海平面上升是全球变暖的直接后果，主要由两个因素导致一是冰川和冰盖融化增加海洋水量；二是海水温度升高导致热膨胀卫星测量显示，自1993年以来，全球海平面以每年3-4毫米的速度上升，且这一速率正在加快海平面上升对全球沿海城市和低洼地区构成严重威胁中国的长三角、珠三角以及世界其他人口稠密的沿海平原，面临海水入侵、海岸侵蚀和风暴潮增强等风险小岛屿国家如马尔代夫、图瓦卢等，更面临国土大面积淹没的存亡危机极端天气事件1980年代2010年代农业生产影响作物产量变化温度升高、降水模式改变和极端天气增加，导致全球粮食产量不稳定中低纬度地区农作物产量普遍下降，高纬度地区可能有所增加中国主要粮食作物如水稻、小麦和玉米的产量预计将因气候变化而减少5-20%种植区域北移随着气候带北移，适宜种植区也随之变化中国农业区已北移公里，100-150部分南方作物现可在北方种植全球葡萄种植带预计每十年向极地移动约公70里，传统产区面临挑战，新产区逐渐形成病虫害风险增加温暖气候导致有害生物和疾病传播范围扩大，越冬能力增强中国南方稻飞虱和稻纵卷叶螟等害虫向北扩散，对北方稻区构成新威胁全球农药使用量预计因气候变化而增加，增加环境压力10-15%人类健康影响传染病分布变化热相关疾病增加气候变暖导致疾病媒介（如蚊热浪频率和强度增加导致中暑、虫）的分布范围向高纬度和高海热衰竭和热射病等热相关疾病增拔地区扩展登革热、疟疾和寨多，老年人、儿童和户外工作者卡病毒等热带疾病正向温带地区风险最高研究表明，中国每升蔓延，中国北方地区出现登革热高，城市居民心血管疾病死1°C本地传播病例此外，气候变化亡率增加空调使用增加也3-5%还可能影响新发传染病的爆发和带来能源消耗和城市热岛效应加传播模式剧问题营养安全受威胁气候变化降低作物产量和营养价值，影响全球粮食安全二氧化碳浓度升高导致小麦、大米等主食作物中蛋白质、铁、锌等营养素含量下降此5-10%外，渔业资源减少、食物链污染和极端天气对食品供应链的破坏，都威胁着全球营养安全城市气候效应距离城市中心km温度°C气候变化的经济影响产业结构转型能源系统变革高碳产业面临减排压力，低碳产业迅速发从化石能源向可再生能源转变，能源效率展提升金融市场影响基础设施升级气候风险纳入投资决策，绿色金融快速发既有基础设施面临气候风险，需要大规模展适应性改造气候变化对全球经济的影响是深远而复杂的根据世界银行估计，若不采取有效行动，到年气候变化可能导致全球损失高达2050GDP中国作为制造业大国和气候变化影响的敏感区域，面临的经济风险尤为突出

7.22%然而，应对气候变化也创造了巨大的经济机遇低碳转型将催生新兴产业，创造大量绿色就业机会中国在可再生能源、电动汽车和智能电网等领域已处于全球领先地位，有望在全球绿色经济竞争中占据有利位置国际能源署预测，到年，全球清洁能源投资将达到每年2030万亿美元，创造数千万个就业岗位4全球气候模型物理过程模拟气候模型基于流体力学和热力学方程，模拟大气、海洋、陆地和冰雪之间的物质和能量交换现代气候模型包含多个子系统模块，能够模拟碳循环、生物地球化学过程和人类活动等复杂过程时空分辨率气候模型将地球系统划分为三维网格，每个网格单元代表一个区域的气候状态最新的全球气候模型水平分辨率已达公里，垂直方向可分为几十到上百层，时间步长通常为几分钟10-25到几十分钟计算资源需求气候模型运行需要强大的超级计算机支持例如，中国的天河超级计算机和欧洲的ECMWF高性能计算系统，专门用于气候和天气模拟一次完整的全球气候模拟可能需要数百万核心小时的计算资源不确定性分析模型不确定性来源包括初始条件、参数设置、物理过程简化和未来排放情景等科学家通过多模型集合、参数敏感性测试和概率预测方法，评估和量化这些不确定性未来气候情景SSP1-

1.9（可持续发展情景）全球合作实现快速脱碳，大幅减少温室气体排放温升可能控制在以内，气候系统影响相对有限此情景下，到年全球可再

1.5°C2050生能源比例达到以上，碳中和目标在本世纪中叶实现70%SSP2-

4.5（中等排放情景）逐步实施气候政策，但力度不足全球变暖幅度可能达到2-，导致明显的气候变化和生态系统扰动海平面上升厘3°C40-70米，极端气候事件显著增加农业生产受到中度影响，部分地区面临水资源压力SSP5-

8.5（高排放情景）化石燃料继续主导能源供应，温室气体排放持续增长地球可能变暖，超过人类历史经验范围，引发严重的全球性4-5°C生态和社会危机极端高温区域大幅扩大，多种生态系统崩溃，海平面上升可能超过米，全球粮食产量大幅下降1碳排放情景低碳情景GtCO2/年中等情景GtCO2/年高碳情景GtCO2/年气候变化缓解策略能源转型•快速发展可再生能源•提高能源利用效率•淘汰高碳能源•发展智能电网•储能技术突破工业转型•低碳制造工艺•循环经济模式•碳捕获与利用•绿色原材料替代•工业电气化国际合作•《巴黎协定》框架•技术转让与共享•气候融资机制•碳定价与交易•南北合作与援助自然解决方案•大规模造林固碳•湿地修复保护•可持续农林业•土壤碳汇管理•海洋蓝碳工程可再生能源发展太阳能风能氢能技术太阳能是增长最快的可再生能源，中国光风电技术日臻成熟，中国风电装机规模全氢能作为清洁能源载体，在能源系统脱碳伏装机容量世界第一光伏技术效率持续球领先陆上风电已经形成规模化发展能中扮演重要角色绿氢（可再生能源电解提升，成本不断下降，已在部分地区实现力，海上风电正迎来快速增长期风机单制氢）成本持续下降，预计年将与灰2030平价上网新型光伏技术如钙钛矿电池、机容量不断增大，现已突破兆瓦级漂氢（化石能源制氢）价格相当燃料电池10双面组件和智能跟踪系统正加速商业化应浮式海上风电等新技术拓展了风能开发空技术在交通、工业和储能领域应用前景广用大型地面电站与分布式屋顶光伏相结间智能化运维和数字孪生技术提高了风阔中国已将氢能纳入国家能源战略，多合的发展模式，为能源转型提供了重要支电场运行效率，延长了设备寿命地建设氢能示范城市，加快氢能全产业链撑发展城市减碳策略低碳交通优化公共交通网络，发展电动车和绿色出绿色建筑行高能效建筑设计与改造，减少能源消耗城市绿化增加城市森林和绿地面积，提升碳汇能力智慧能源资源循环发展分布式能源和智能电网，提高能源效率垃圾分类处理和资源回收利用，减少碳排放城市是碳排放的主要源头，也是气候行动的关键阵地中国城市碳排放约占全国总量的以上，城市减碳对实现国家碳中和目标至关重70%要以深圳为例，通过推广绿色建筑标准、发展世界最大规模电动公交车队和实施严格的能效管理，单位碳排放强度已降至全国平均GDP水平的1/3中国已启动多批次气候适应型城市和低碳试点城市建设，探索适合不同区域特点的低碳发展路径同时，通过城市规划、建筑设计和生活方式引导，构建紧凑型城市格局，减少通勤距离和能源消耗，打造宜居低碳的未来城市形态工业减碳路径能效提升更新高效设备，优化工艺流程电气化转型用电力替代化石燃料，接入清洁电网循环经济废弃物资源化，延长产品生命周期工艺革新低碳替代原料，突破性工艺技术碳捕获利用末端减排技术，碳资源化利用农业减碳技术精准农业土壤碳固定生态农业利用物联网、大数据和人工智能技通过改良农业管理措施，增加土壤有构建多样化的农业生态系统，提高生术，实现农业生产的精细化管理卫机碳储量保护性耕作减少土壤扰产效率和生态韧性混作、轮作和间星导航系统指导农机作业，减少重复动，降低有机质分解速率；秸秆还田作等种植模式提高土地利用效率；农作业和资源浪费；传感器网络实时监和绿肥种植增加土壤有机质输入；种林复合系统结合木本和草本植物，增测土壤、作物和环境状况，优化灌溉植深根作物和多年生牧草改善土壤结加生物量和碳储量；生物多样性农业和施肥方案；无人机技术用于植保作构，促进地下碳固定中国农田土壤减少化学投入，降低碳足迹中国传业，减少农药使用量精准农业可降每年可固定亿吨碳，具有巨大统农业中的鱼稻共生、果粮间作等模

0.2-

0.5-低肥料使用量，减少相关温室碳汇潜力式，是典型的低碳高效生态农业实15-30%气体排放践森林碳汇森林是陆地生态系统最重要的碳汇，通过光合作用吸收大气中的二氧化碳，将碳固定在生物量和土壤中全球森林每年吸收约亿吨碳，约占人为碳排放量的中国是世界上森林资源增长最快的国家，森林覆盖率从新中国成立初期的提高到201/

48.6%现在的，人工林面积居世界首位

23.04%为增强森林碳汇能力，中国实施大规模国土绿化行动，包括三北防护林、退耕还林和天然林保护等重点工程同时，通过完善森林经营措施，优化林分结构，提高单位面积碳储量森林碳汇已被纳入中国碳交易市场，为林业发展提供经济激励预计到年，中国森林碳汇量将达到每年亿吨二氧化碳当量，为实现碳中和目标提供重要支撑20304国际气候治理11992年《联合国气候变化框架公约》签署，确立共同但有区别的责任原则21997年《京都议定书》通过，首次为发达国家设定具有法律约束力的减排目标32015年《巴黎协定》达成，确立将全球温升控制在以内，努力限制在的目标2°C

1.5°C42021年《格拉斯哥气候公约》通过，加强全球减排力度，逐步减少煤炭使用国际气候治理是应对全球气候变化的重要机制，经历了从自愿减排到共同但有区别的责任，再到全球合作应对的演变过程《巴黎协定》建立了自下而上的国家自主贡献机制，结合自上而下的全球盘点和提高力度安排，形成了新型全球气候治理体系中国在国际气候治理中发挥着日益重要的作用作为最大的发展中国家，中国提出生态文明理念，积极推动南南合作，帮助其他发展中国家提高应对气候变化能力在双边层面，中美气候合作、中欧绿色伙伴关系等机制促进了全球气候行动未来，国际气候治理将更加注重公平公正，重视发展中国家的关切和能力建设技术创新展望人工智能人工智能技术正在革新气候科学研究和应对策略深度学习算法用于分析海量气候数据，识别复杂气候模式；计算机视觉技术自动处理卫星图像，监测森林覆盖、冰川变化和城市扩张；优化能源系统，提高可再生能源预测准确性和电网稳定性中国正在推进人工智能气候的交叉研究，加速科技创新与气候行动的融合AI+量子计算量子计算有望解决传统超级计算机难以处理的气候模拟难题量子算法可以模拟更复杂的气候系统动力学过程，提高气候预测的精度和时空分辨率中国在量子计算领域取得重要突破，九章量子计算机的计算能力比目前最强大的超级计算机快万倍，未来将用于气候系统复杂性研究和减排路径优化100地球观测新一代遥感技术为气候变化监测提供了前所未有的能力高精度碳卫星可测量全球碳排放和碳汇分布；微波遥感技术透过云层监测冰盖变化和海平面上升；地球系统卫星网络实现全球气候要素的实时监测中国风云系列气象卫星和高分遥感卫星构建了完整的天基气候观测系统，为全球气候监测做出重要贡献碳捕获与封存

0.055目前规模2050年目标亿吨/年二氧化碳捕获处理能力亿吨/年捕获量，实现规模化应用151000成本下降储存潜力年预计技术成本降幅亿吨全球地质封存理论容量碳捕获与封存技术（CCS）是应对气候变化的关键技术路径之一，可用于减少工业点源二氧化碳排放或直接从大气中移除二氧化碳传统CCS技术主要包括燃烧后捕获、燃烧前捕获和富氧燃烧三种路线新型负排放技术如生物质能与CCS结合（BECCS）和直接空气碳捕获（DAC）正在快速发展中国作为世界最大的二氧化碳排放国，CCS技术具有巨大应用潜力中国科学院、清华大学等研究机构在碳捕获材料、低能耗分离技术和碳矿化利用等领域取得重要进展山西、陕西和新疆等地已建成多个CCS示范项目，每年捕获二氧化碳数十万吨鉴于中国煤电装机规模庞大，CCS技术将是实现碳中和目标的重要支撑气候适应性战略基础设施韧性生态系统保护气候风险评估与工程标准更新生态廊道建设与连通••防洪排涝系统升级生物多样性保护区网络••交通网络气候适应性改造退化生态系统修复••能源系统分布式布局与备份入侵物种防控••海岸防护设施加固生态系统健康监测••社区适应能力极端天气预警与应急响应•社区防灾减灾教育•弱势群体特殊保护•气候风险分担机制•传统适应知识保护与应用•海洋生态修复珊瑚礁保护红树林恢复海草床建设珊瑚礁是海洋中生物多样性最丰富的生态系红树林是重要的滨海湿地生态系统，具有防海草床是高效的蓝碳生态系统，每公顷可储统，但受全球变暖和海洋酸化威胁严重科风消浪、碳储存和生物栖息等多重功能中存的碳量是同等面积陆地森林的倍中10学家开发了抗热珊瑚培育、人工礁体构建和国已在福建、广东、广西等沿海省份开展大国在山东、辽宁等地开展了大叶藻、鳗草等幼体移植等技术，恢复受损珊瑚礁生态系规模红树林生态修复工程，通过优化物种配海草种植试验，发展出种子播撒、幼苗移植统中国南海已建立多个珊瑚礁保护区，并置、改良底质环境和水文条件调控，提高红和底质改良等技术方法海草床修复不仅为开展珊瑚种苗库建设，保存珍稀珊瑚基因树林生态系统的健康性和稳定性红树林修鱼类和底栖生物提供栖息地，还能净化海资源复不仅增强了沿海地区适应气候变化的能水、稳定海底沉积物，是海洋生态修复的关力，也显著提升了蓝碳固存效益键环节极地生态保护生态移民与气候公正气候难民现状社会脆弱性差异气候变化导致的极端天气事件、海气候变化影响的不公平性日益凸平面上升和农业生产条件恶化，迫显，最不发达国家和弱势群体往往使越来越多的人离开家园据联合承受最严重的后果，却最缺乏适应国报告，每年约有万人因气候能力气候风险的分配与历史责任2000相关灾害流离失所，预计到和经济能力不成比例，发达国家人2050年，全球气候难民数量可能达到亿均历史碳排放量是发展中国家的数2人亚太地区特别是岛屿国家和沿倍，但发展中国家气候损失更为严海低地，面临最严重的人口迁移压重这种不公正性进一步加剧了全力球的不平等和社会冲突国际援助机制为应对气候移民挑战，国际社会逐步建立气候变化损失与损害机制，为受影响国家提供资金和技术支持全球气候基金、绿色气候基金等多边渠道为发展中国家适应项目提供资源中国积极参与南南气候合作，通过一带一路绿色发展倡议，帮助发展中国家增强应对气候变化能力教育与意识学校教育将气候变化知识融入各学科课程，培养学生环境责任意识社会宣传通过科技馆、博物馆等场所开展气候科普活动，提升公众认知数字平台利用互联网和社交媒体传播气候知识，扩大信息覆盖面社区参与组织社区气候行动，促进居民亲身实践低碳生活方式气候教育和公众意识是应对气候变化的基础工作，对推动社会转型和政策实施至关重要中国已将生态文明教育纳入国民教育体系，编制气候变化教材，开展各类环保主题活动国家气候变化专家委员会和中国气象局等机构定期发布科普读物和气候变化蓝皮书，提供权威科学信息调查显示，中国公众对气候变化的认知和关注度正不断提高，超过的受访者表示关心气候变化问70%题，并愿意采取节能减排行动借助互联网平台，气候知识传播更加高效广泛，环保组织、科研机构和媒体合作开发了一系列富有创意的科普内容，激发公众参与气候行动的热情个人行动个人生活方式选择对气候变化具有显著影响研究表明，高收入国家居民的个人碳足迹差异可达倍以上，表明个人行为改变具有巨大减排潜力低碳10生活的核心领域包括出行方式、饮食结构、居住能源和消费模式等选择公共交通或骑行、减少肉类消费、适度调节室内温度、延长物品使用寿命等简单行为，都能有效减少个人碳排放中国正在多地开展低碳社区、零碳家庭等试点项目，通过碳普惠机制鼓励居民践行低碳生活移动应用程序帮助人们计算个人碳足迹，并提供针对性的减排建议通过个人与集体行动的结合，形成全社会共同参与碳减排的良好氛围，为实现碳中和目标做出贡献青年气候行动气候意识觉醒创新创业政策参与全球青年一代对气候危机表现出前所未有青年人以创新思维和科技手段应对气候挑青年代表越来越多地参与气候政策制定过的关注，通过各种形式表达对气候政策的战，开发了一系列气候友好型产品和服程，为决策提供新视角中国青年代表团诉求中国青年气候网络、大学生环保社务从可降解材料、智能节能设备到碳足活跃在联合国气候变化大会等国际舞台，团等组织开展校园节能行动、低碳生活挑迹计算软件，青年创业者正在各个领域探分享中国青年气候行动经验青年智库和战和环保创意竞赛，提高同龄人的气候意索绿色发展路径中国大学生创新创业大研究人员通过政策研究和建议，推动气候识青年志愿者积极参与生态保护、环境赛和青年科技奖等平台，为青年气候创新治理向更加公平、雄心和创新的方向发监测和灾后重建，成为生态文明建设的重提供支持和展示机会，培育了一批有影响展，确保年轻一代的声音被纳入气候决要力量力的绿色创业项目策气候变化与性别差异化影响适应能力建设女性领导作用气候变化对不同性别群体的影响存在提升女性气候适应能力是实现气候韧女性不仅是气候变化的受害者，更是显著差异在发展中国家，女性通常性和性别平等的双重目标通过提供解决方案的推动者研究表明，增加负责获取水、食物和能源等资源，气气候信息服务、技能培训和小额信女性在气候决策中的参与度，能够带候变化导致这些资源短缺时，女性工贷，帮助女性更好应对气候变化挑来更具包容性和可持续性的政策成作负担加重同时，在极端气候事件战中国妇联和环保组织合作开展的果在社区层面，女性领导的气候适中，女性死亡率往往高于男性，部分绿色家庭行动，培训农村妇女掌握节应项目往往更注重民生福祉和长期效原因是传统性别角色导致的流动性限水农业、垃圾分类和清洁能源使用等益制和获取信息能力差异适应技术，取得良好效果中国正积极促进女性在环境治理中的农村地区的女性尤其容易受到气候变在灾害管理和基础设施规划中纳入性参与环保行业女性从业比例不断提化的负面影响调查显示，气候干旱别视角，确保应急服务和避难设施满高，女性科学家在气候研究、生态修和水资源短缺使中国西北地区农村妇足不同性别的特殊需求，可以有效降复和低碳技术领域作出重要贡献通女平均每天取水时间增加近一小时，低气候灾害对弱势群体的伤害过性别平等赋能，释放女性在气候治加剧了时间贫困问题理中的创造力和领导力气候科技创新生物模仿技术绿色材料生态工程生物模仿学从自然系统新型环保材料正在各个生态工程结合生态学原汲取灵感，开发适应气行业替代传统高碳材理和工程技术，构建能候变化的创新技术仿料生物基塑料用农作够适应气候变化的生态生建筑设计模拟沙漠甲物废弃物替代石油原料系统海绵城市通过透;虫集水结构，实现空气竹纤维复合材料作为钢水铺装、雨水花园和调凝水人工光合作用系统铁和混凝土的低碳替代蓄水体，提高城市应对;借鉴植物光合机制，直品自修复混凝土延长建暴雨和干旱的能力人工;;接将二氧化碳转化为燃筑寿命，减少维修资源湿地净化污水的同时固料仿鲸鱼鳍设计的风力消耗中国在生物降解碳增汇沙漠生态修复通;;发电机叶片提高能源转材料和新型建材研发方过生物结皮和微生物群换效率这些技术充分面取得重要突破，低碳落重建，遏制荒漠化扩利用自然进化的智慧，材料产业规模快速增展中国在西北地区开创造出高效、可持续的长，为建筑、包装和交展的库布其沙漠治理，人工系统通等行业脱碳提供技术创造了世界规模最大的支持生态工程成功案例人工智能应用气候预测增强能源系统优化生态系统监测人工智能技术显著提升了气候预测的精度和驱动的智能电网技术解决可再生能源波动人工智能技术革新了生态系统监测方法计AI时效性深度学习算法分析海量历史气候数性挑战强化学习算法实时调整电力系统运算机视觉自动分析卫星和无人机图像，追踪据，识别复杂的气候模式机器学习模型结行参数，平衡供需关系预测模型准确预测森林覆盖变化和物种分布声学监测系统识;;;合物理规律与观测数据，实现气候系统的高风能、太阳能发电量，减少备用容量需求别野生动物叫声，评估生物多样性物联网;;精度模拟图神经网络捕捉气候系统内部的边缘计算实现分布式能源的智能管理和交传感器网络实时监测土壤、水质和空气参;非线性关系，预测极端天气事件中国气象易中国国家电网应用技术的能源互联网数中国科学院开发的地球大数据平台结AI局利用技术将短期强降水预报准确率提高平台，已将可再生能源弃电率降低近一半，合与遥感技术，实现了全国生态系统碳汇AI AI了，为防灾减灾赢得宝贵时间大幅提高系统效率的高精度动态监测，为碳中和目标提供科学20%支撑区域气候行动跨境合作地方政府倡议气候变化不受国界限制，区域协作至各级地方政府成为气候行动的重要力关重要澜湄流域六国合作保护跨境量中国已建设近百个低碳试点城市水资源，共同应对旱涝灾害中日韩环和碳达峰试点城市，探索因地制宜的;境部长会议定期协调区域大气污染和减排路径城市气候联盟推动跨区域经;碳减排政策中国与东盟国家建立生物验分享和技术合作省级碳市场试点为;;多样性合作机制，保护共享的生态系全国碳市场奠定基础地方创新案例统这些区域合作平台充分利用地理包括深圳的新能源公交体系、北京的相近和文化相通的优势，构建高效的煤改电清洁供暖和上海的绿色金融中气候治理网络心建设等，为全国气候政策提供实践参考多方参与机制区域气候行动依靠政府、企业、学术机构和社会组织的共同参与产学研联盟推动低碳技术研发和应用行业协会制定减排标准和路线图社区组织开展气候教育和适应行;;动中国长三角一体化发展战略将生态保护和绿色发展作为核心内容，建立了跨行政区的生态补偿机制和环境协同治理平台，实现区域生态环境质量整体提升气候金融生态文明平衡发展观自然和谐理念经济发展与生态保护相统一，追求绿色福尊重自然规律，追求人与自然和谐共生祉循环经济模式全球生态意识资源高效利用，废弃物资源化，减少环境共同保护地球家园，构建人类命运共同体压力生态文明是中国提出的重要理念，体现了东方智慧对人与自然关系的深刻思考生态文明建设已纳入国家发展战略，与经济建设、政治建设、文化建设、社会建设共同构成五位一体总体布局这一理念强调尊重自然、顺应自然、保护自然，推动人与自然和谐共生生态文明思想源于中国传统文化中的天人合一观念，结合现代可持续发展理念，形成具有中国特色的环境伦理体系通过倡导简约适度、绿色低碳的生活方式，构建以生态价值观念为准则的社会价值体系生态文明理念为解决气候变化等全球环境问题提供了中国方案，展现了人类文明发展的新方向希望与行动全球协作各国携手应对共同挑战技术创新突破关键技术瓶颈模式转型建立可持续生产生活模式公众参与每个人的行动汇聚成改变的力量面对气候变化的严峻挑战，人类仍有充分理由保持希望全球应对气候变化的共识和行动力度不断增强，近年来可再生能源成本大幅下降，清洁技术创新步伐加快，已有超过个国家提出碳中和目标，覆盖全球的碳排放13090%中国作为负责任大国，积极开展气候行动，推动能源革命和生态文明建设，展现了大国担当科学证据表明，如果各国共同努力，实现《巴黎协定》设定的温控目标仍然可能气候挑战考验人类的智慧和协作能力，也为建设更加公平、可持续的世界提供了历史机遇通过凝聚全球力量，人类完全有能力创造一个更加清洁、美丽、和谐的未来积极变革的信号88%光伏成本降低过去十年全球光伏发电成本下降比例70绿色发展倍全球可再生能源装机增长（2000年至今）66碳中和目标个主要经济体已宣布碳中和时间表8投资增长倍全球气候技术投资十年增长率尽管气候变化形势严峻，但全球范围内积极变革的信号正在不断涌现可再生能源发展超出预期，2022年全球新增发电装机中，光伏和风电占比超过80%中国的光伏、风电和电动汽车产业规模均居世界首位，为全球能源转型提供强大动力公众气候意识显著提升，全球超过80%的人认为气候变化是严重问题，需要采取紧急行动企业界也在积极转型，全球已有超过7000家企业加入科学碳目标倡议，制定与《巴黎协定》一致的减排计划各国政府纷纷提高气候雄心，全球碳中和俱乐部不断扩大，为全球气候治理注入新动力这些积极信号表明，全球社会正在向绿色低碳方向加速转型全球协作多边对话科技共享共同行动联合国气候变化框架公约是全球气候技术合作是气候行动成功的关键清非国家行为体的作用日益重要全球治理的主要平台，每年召开缔约方大洁能源技术合作中心、可持续城市联城市气候联盟汇集数千个城市，共同会，推动各国协调气候政策《巴黎盟等国际平台促进低碳技术研发和推实施减排行动；跨国企业联盟制定行协定》的实施规则已基本完成，全球广中国积极开展南南气候合作，向业脱碳路线图；科研机构和智库通过定期盘点机制将推动各国不断提高减发展中国家提供技术支持和能力建全球气候研究计划协调国际科学合排雄心二十国集团、等多边机设，已在非洲和东南亚建设多个清洁作多层次、多主体的气候治理网络APEC制也将气候变化纳入重要议程，促进能源示范项目知识产权保护与技术正在形成，补充传统政府间合作机制主要经济体在能源转型、绿色投资等扩散的平衡，是促进气候技术全球共的不足，为全球气候行动注入新活领域的协调合作享的重要议题力技术乐观主义创新潜力成本下降太阳能效率持续提升可再生能源最便宜••电池技术突破在即电动车成本降至燃油车以下••人工智能加速研发绿氢价格竞争力提升••量子技术革命来临智能电网优化成本••合成生物学新突破规模效应加速价格下降••系统转型能源互联网形成•数字技术优化资源•全社会协同减排•碳市场引导投资•新商业模式涌现•生态系统韧性自然生态系统展现出令人惊叹的恢复能力，为气候适应提供了希望研究表明，保护完整的生态系统和生物多样性可以增强生态系统应对气候变化的韧性例如，健康的珊瑚礁生态系统能够从白化事件中恢复；多样化的森林能够更好地抵御病虫害和极端天气；湿地能够缓冲洪水冲击并净化水质通过生态系统保护和基于自然的解决方案，人类可以增强自然界的适应能力中国长江流域的退耕还湿工程恢复了洞庭湖、鄱阳湖等水域的调蓄功能，显著减轻了洪涝灾害风险；青藏高原生态保护工程稳定了亚洲水塔功能，保障了下游地区水安全；海南热带雨林国家公园的建立，为珍稀物种提供了气候变化避难所这些实践证明，与自然和谐相处，尊重生态系统自我修复能力，是应对气候变化的有效途径我们的使命保护地球维护生态平衡与气候稳定可持续发展兼顾当代与后代的发展需求共同责任各国、各代人与自然和谐共生保护地球气候系统是人类面临的重大道德责任和实践使命这一使命不仅关乎环境保护，更是关乎全人类共同福祉的伦理选择我们必须认识到，人类是地球生命共同体的一部分，对地球环境和气候系统负有特殊责任中国提出的人类命运共同体理念为全球气候治理提供了重要思想基础气候变化是全人类面临的共同挑战，需要各国同舟共济、齐心协力无论是发达国家还是发展中国家，无论是当代人还是后代人，都应享有公平的发展权利和清洁的环境权利通过共同努力，人类完全有能力建设更加美丽的地球家园气候变化我们的挑战与希望团结创新行动气候变化是全人类共同面临的挑战，科技创新是应对气候变化的关键力应对气候变化，关键在行动从政府需要所有国家、所有人的团结协作量从可再生能源到人工智能，从生到企业，从社区到个人，每一个行动只有超越国界、种族和意识形态的差物技术到新材料，科技进步为减缓和主体都可以做出贡献中国已提出碳异，凝聚全球共识和行动，才能有效适应气候变化提供了强大工具中国达峰碳中和目标，正在系统推进能应对这一全球性危机中国秉持人类正加快推进绿色低碳科技创新，推动源、工业、建筑、交通等领域低碳转命运共同体理念，积极参与全球气候能源革命和产业革命，为全球气候创型通过各层级协同行动，汇聚气候治理，推动构建公平合理、合作共赢新贡献中国智慧和中国方案行动的磅礴力量，共同开创人与自然的气候治理体系和谐共生的美好未来气候变化是人类面临的最大挑战之一，也是推动人类文明向更高层次发展的历史机遇通过团结协作、科技创新和坚定行动，我们有能力避免气候危机，创造一个更加清洁、美丽、可持续的世界让我们携手并进，为子孙后代留下一个宜居的地球家园！。