“大氣科學是一門涉及到人類生存和發展的學科。氣候變暖的影響具有全球性，對人類生產生活產生重要影響，是人類命運共同體的重要體現。”

今天（4月9日）下午，中國科學院院士、復旦大學大氣與海洋科學系系主任、大氣科學研究院院長張人禾走上相輝北堂講臺，以《應對氣候變暖危機，構建人類命運共同體》為題，面向數學科學學院、物理學系、化學系、生命科學學院、高分子科學系、環境科學與工程系和大氣與海洋科學系的2023級本科生開講“強國之路”思政大課專題大課。

全球變暖與極端天氣間的“風險互聯”

2021年諾貝爾物理學獎授予兩位氣候學家，表彰他們“用地球氣候的物理建模，量化可變性并可靠地預測全球變暖”。大氣科學研究中，天氣和氣候是核心，以大氣要素變化的時間尺度來界定。

我們經常聽到的天氣預報明天是晴或雨，說的是“天氣”。而由人類活動的影響造成的大氣要素的長期變化趨勢，指的就是“氣候變化”。課程伊始，張人禾為同學們區分了天氣、氣候、氣候變化、氣候態等幾個常見的概念。他表示，氣候是一個涉及到氣候系統五大圈層（大氣圈、水圈、冰凍圈、生物圈和巖石圈）的復雜系統。

溫室氣體吸收地表長波輻射，使大氣變暖，讓原本平均溫度-18℃的地球表面變成人類宜居的15℃。但工業革命以來，增暖加速，“目前全球表面溫度升高了約 1.1 °C，這是自大約 12.5萬年前最后一個冰河時期以來從未有過的升溫水平”。2023年7月，成為地球上有氣象記錄以來最熱的月份，2023年夏季則是有記錄以來氣溫最高的季節。研究表明全球變暖與人類活動有關，這種影響在未來仍將持續。

洪水、干旱、野火、熱浪、海平面上升……伴隨著全球變暖，全球極端事件增多。這種極端事件不僅包括極端高溫變化，也包括極端冷事件。“今年１月，北京出現近30年極端最低氣溫極值，德國也出現了-27.3度最低氣溫極值。”

全球變暖，不僅對自然環境帶來影響，也讓人類面臨死亡、營養不良、呼吸系統和心血管疾病、傳染病等健康風險。張人禾稱之為“風險互聯”。“有預測說，到2050年全球性氣候危機可能會造成1450萬人死亡，帶來12.5萬億美元的經濟損失，醫療保健系統也會損失1.1萬億美元。”

國際社會共同應對氣候變化

全球變暖對人類生活和社會經濟造成如此大影響。那么，人類怎么辦？

1992年制定《聯合國氣候變化框架公約》，1995年發起“聯合國氣候變化大會”，1997年達成《京都議定書》，2007年通過“巴厘島路線圖”……氣候變化推動國際社會協調一致，共同應對。

2015年，繼《京都議定書》后第二份具有法律約束力的氣候協議——《巴黎協定》誕生。在其框架下，主要國家陸續發布各自的“碳減排計劃”和實現“碳中和”的時間表。

5年后，第75屆聯合國大會上，我國宣布二氧化碳排放力爭在2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現“碳中和”。“這就是我國的‘雙碳目標’。這一目標彰顯了負責任大國形象和構建人類命運共同體的理念”，張人禾說。

什么是“碳中和”？它是指二氧化碳（CO2）人為排放量與人為去除量的平衡，實現“CO2凈零排放”。要想實現這一目標，到本世紀末，人們要把全球平均溫度較之工業化前水平的升高控制在2 ℃以內，努力爭取控制在1.5 ℃以內。

“設定1.5 ℃和2 ℃溫控目標，是有其科學基礎的。作為一個臨界點，超出將會對自然生態系統產生不可逆的影響。如果大家看過災難片《后天》，就能有更切身的感受。”

沒有大氣科學戰略優勢的國家

在今后發展中將淪為邊緣

在現有的統計中，化石燃料的燃燒占碳排放量的80%-90%。根據政府間氣候變化專門委員會報告預測，未來十年化石能源將占據一次能源供給的70%以上。這意味著優化傳統能源使用效率在能源系統低碳轉型進程中，仍將起著不容忽視的作用。“對全球各國來說，現有能源利用的提效是非常重要的。”

我國能源結構與發達國家相比顯著不同，經濟發展與碳減排的矛盾非常突出。發達國家從“碳達峰”到“碳中和”大多經歷了40-70年的過渡期，而我國僅有30年。因此，我國實現“雙碳目標”面臨嚴峻挑戰。

“但中國在實現‘碳中和’目標中不懈努力，并取得顯著成績”，張人禾對臺下學子說。2022年，我國可再生能源發電裝機占全球可再生能源總發電裝機的1/3，2012-2022年十年間，我國風電、水電、光伏、核電累積裝機比例都有大幅增加。

“氣候變化的研究成果在推動當代人類社會發展中產生了極大的作用。”《聯合國氣候變化框架公約》的簽署，推動全球的協作，引領人類社會向低碳化邁進。

氣候變化研究成果將使全球經濟重構，改變工業革命以來的人類經濟發展方式，向“無碳經濟”轉型。從碳排放權，到資源爭奪、氣候移民……更進一步，這對國際政治和外交產生不可估量的影響。

課程的最后，張人禾總結：“沒有大氣科學知識體系戰略優勢的國家，將在今后的發展中不可避免地成為邊緣。”

一陣掌聲過后，同學們提出自己的思考。“張院士，您更看好新能源開發來緩解全球變暖，還是AI發展下去提高能源利用效率呢？”2023級自然科學試驗3班的雷竣淇提問。“目前而言，風能、太陽能等清潔能源是實現低碳經濟的一個關鍵方面。但相信AI的發展將在實現能源轉型或提高能源效率上發揮更大作用”，張人禾回答。

利用地球系統模式來實現氣候預測，張人禾將大氣科學的研究過程和模式預測方法分享給2023級自然科學試4班夏雨飛，解答他的提問——“目前如何對未來氣候進行預測？這其中大氣科學的研究過程是怎么樣的”。

2023級數學1班的趙偉達問：“從數據上看溫度變化的數值也就是1到2攝氏度，但是為什么我們在生活中對天氣變熱的感受這么明顯？此外，溫度升高的關鍵原因是化石燃料燃燒，但能源的利用又意味著工業化和發展，您對發展和氣候問題間的關系有什么思考？”

“氣候變暖造成氣溫分布概率密度函數的變化，造成極端高溫出現的概率加大，因此會更多地感受到極端高溫出現。化石燃料的燃燒的確是推動了工業化的發展，但發展的同時也對自然環境帶來了極大的損害。我們所要做的，是在平衡中找到最優發展之法。”