《巴黎协定》下全球减排行动的气候效应及其对可再生能源的影响
文献类型：学位论文
| 作者 | 陈介威 |
| 答辩日期 | 2022-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 葛全胜 |
| 关键词 | 《巴黎协定》 气候模式 温升 碳中和 太阳能潜力 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 《巴黎协定》旨在大幅减少全球温室气体排放，将本世纪全球气温升幅限制在2°C以内，并努力将温度上升幅度限制在1.5°C以内。为了实现这一目标，全球各国逐渐加强了减排行动，提出了如碳中和等更积极的减排目标，加快了低碳转型步伐。高效发展可再生能源推动能源系统的低碳转型是实现碳中和的必要途径。然而，气候变化会对可再生能源的生产和使用带来影响，进而影响低碳目标的实现。因此，厘清当前的减排政策如碳中和对未来温升的影响，评估能否实现2°C乃至1.5°C的温升控制目标，揭示碳中和减排路径下的可再生能源的全球时空分布，对未来减排路径的选择、能源系统规划与发展及全球应对气候变化都具有科学的参考意义。本研究利用地球系统模式（The Community Earth System Model，CESM）与简单气候模型（The Minimal Complexity Earth Simulator, MiCES）对减排路径下的全球温度变化进行了分析，在优化参数的基础上计算了碳中和理想减排路径带来的温度变化，模拟了减排路径下的全球温度变化分布，并分析了减排路径的气候情景下，全球不同尺度的太阳能潜力的时空差异。以多种方法分析了模型的参数敏感性，并通过简单气候模型对气候敏感度进行了率定，确定了简单气候模型对气候敏感度敏感性捕捉与范围率定的能力；分析了不同尺度上对不同的减排条件如不同碳达峰年份和不同碳中和年份对气候变化的影响；采用最新的CMIP6地球系统模式结果在全球、国家和站点的不同尺度上，分别分析了太阳能未来的变化趋势，并分析了不同气候要素对太阳能潜力的影响的空间分布。主要结论如下： （1）在MiCES模型中，与热量和物质传输相关的参数较为敏感，与非二氧化碳温室气体相关的参数较不敏感，其中气候敏感度、海洋热容、碳施肥效应参数和生物对碳的温度反馈参数是最敏感的参数。海洋热容与海洋碳反馈参数的敏感性随着时间增加，表明海洋在未来气候变化中的作用相对于当前提高2倍以上。在随机输入获得的参数分布的95%置信区间，气候敏感性参数的取值范围为0.97K~5.36K。 （2）中国要实现2060年碳中和的承诺，必须有不低于6%/年的减排速度和较高的CCUS（Carbon Capture，Utilization and Storage，碳捕集、利用与封存技术）增长率(大于10%/年，甚至需要24%/年)。碳中和年份比碳达峰年份对本世纪累积排放量差异的影响更大。中国的碳中和提案将使全球平均温度在2100年比之前的NDC（Nationally determined contributions，国家自主贡献）参考情景降低0.16-0.21°C。全球碳中和将实现《巴黎协定》2°C目标，这要求相对于现有NDC情景，于本世纪减少累积碳排放400GtC以上。实现1.5°C目标还需要负排放或者非二氧化碳温室气体减排。 （3）根据CESM以及MiCES减排路径下的未来的全球温升结果，高纬度地区温升高于低纬度地区，北半球升温高于南半球。季节性温升幅度要高于年均值，北半球高区温升主要趋势发生在北半球秋季与冬季，而南半球温升主要发生在春季和冬季。包含负排放的碳中和情景下，本世纪末相对于2015年温升将达到1.42℃，相对于NDC情景全球呈现显著的降温。不同国家的对情景变化的敏感性不同，欧盟对碳中和情景降温相对而言不敏感，不同情景带来的相对温度变化小于30%，而俄罗斯对不同情景的变化较为敏感，不同情景带来的相对温度变化达到50%。 （4）在低排放情景下，本世纪末相对于当前太阳能技术潜力增加1%，高排放情景太阳能潜力将减少3%-4%。太阳能潜力变化趋势在夏秋两季主要体现为增长趋势，减少趋势一般发生在冬季，季节尺度的变化趋势要大于年际尺度。辐射主要造成了东亚和南亚的太阳能潜力上升，而温度升高主要造成了非洲南部和澳大利亚地区太阳能潜力减少。中国，印度，澳大利亚都具有较高的太阳能潜力，且在低排放情景下具有较高增长的太阳能潜力变化趋势，同时还有较低的年内变率，是适合发展太阳能的地区。站点尺度高排放情景相对于低排放情景损失效率高于国家尺度，可达6.6%。 |
| 学科主题 | 自然地理学 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 114 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/186954]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 陈介威. 《巴黎协定》下全球减排行动的气候效应及其对可再生能源的影响[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2022. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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