概述

这篇文章探讨了温度超调（overshoot）路径在全球变暖和气候变化治理中的挑战，特别是在温度一度超过巴黎协议设定的1.5°C上限后再实现温度反转的可行性与风险。文章的核心观点在于，尽管全球变暖可能通过减少温室气体排放并加大二氧化碳去除（CDR）技术的应用得到遏制，作者认为这种反转并不一定是可实现的，尤其是在当前技术和政策支持不足的背景下。研究进一步指出，依赖温度反转来减少气候变化的长期风险是存在巨大不确定性的，并且可能无法有效应对与超调相关的海平面上升、冰雪圈变化等长期气候影响。相比之下，作者提倡更紧迫的短期减排措施，认为这是应对气候变化的唯一有效路径。通过对全球和区域气候的深入分析，研究进一步揭示了超调路径可能导致的不同气候效应，强调了过度依赖超调路径可能带来的风险。此外，文章还深入探讨了适应性决策中的伦理和社会经济影响，特别是在脆弱国家和地区可能面临的气候损失与伤害。

结果与讨论

1.温度超调的不可预测性与反转的困难

本研究首先分析了温度超调路径下全球气温在未来几十年内的变化趋势，指出全球变暖的温度反转面临着高度不确定性。尽管有迹象表明通过大规模二氧化碳去除可以实现温度下降，但这一过程不仅技术上充满挑战，且存在长远的不可预见性。研究表明，地球系统反馈作用，如极端气候事件、冰雪圈的变化等，可能会加剧短期内的变暖，而即便全球气温达到或超过1.5°C，反转的可行性依旧面临巨大风险。

图1：不同类型的峰值和下降路径下的气候结果示意图

a. 不同类别的路径，展示全球平均温度的峰值和下降（见表1）。突出显示了个别路径（虚线），以展示与不同类别相关的具体影响、适应性和二氧化碳去除（CDR）维度。

b. 影响链中影响路径及其峰值和下降结果的关键因素概览，涵盖温室气体净零排放前的升温阶段以及之后的长期降温阶段。PD：峰值与下降路径；PD-EP：增强保护路径；PD-OS：超调路径。

2.温度超调与区域气候变化的差异

文章深入探讨了不同区域在超调路径下可能面临的气候变化影响。即使全球温度反转，研究发现一些区域的气候变化可能会持续数百年，特别是北极地区和热带地区。气候模型模拟结果表明，北极地区的冰雪融化可能会加剧全球海平面上升，而热带地区的降水模式变化则可能影响到全球农业生产与生态系统稳定。这一发现强调了温度反转与区域气候变化之间的复杂关系，揭示了局部气候影响的重要性。

图2：考虑气候响应不确定性时估算累积净负二氧化碳排放需求

a. PROVIDE REN_NZCO₂路径的净二氧化碳排放（黑线）和升温结果的不确定性（使用FaIR v1.6.2推算）。红色实线为中位升温结果，后续的透明度不同的烟雾表示25%-75%、5%-95%以及最小到最大范围。

b. 达到净零二氧化碳排放时（2060年）的升温与2060年到2100年之间的温度变化。

c. 为将每个峰值升温结果降至2100年1.5°C时所需的累积净负二氧化碳排放量（方法详见文中）。这些估算反映了根据REN_NZ CO₂路径的升温结果的不确定性。

3.温度反转的技术与经济障碍

尽管科学界和政策制定者对温度反转寄予希望，但研究指出，当前的技术进步远不足以应对预期的减排目标。二氧化碳去除技术（如直接空气捕集和碳捕获与储存）在全球范围内的应用仍然处于早期阶段，且受到技术、经济和社会接受度等因素的制约。研究提出，即使能够实现温度反转，如何维持全球气候的稳定性依然是一个未解的难题。作者强调，全球减排不仅仅是为了实现温度反转，而是为了避免无法承受的气候风险，并减少长期适应的成本。

图3：超调与全球温度稳定化前后区域温度的演变

a,b. 对比温度稳定化（实线）和超调（虚线）情境下的全球温度变化（GMST）。

c,d. 全球陆地和海洋地区以及北大西洋（45°N以北）和西北欧（1850-1900年平均异常值）的年温度与GMST的标定系数随时间的变化。

e,f. 在100年的长期GMST稳定化过程中，超调和稳定化情境下的年温度差异（灰色阴影区域）。对比相同期间的piControl模拟，突出显示超过95%分位数（或低于5%分位数）的网格单元差异。

4.超调路径中的适应性挑战

文章进一步探讨了温度超调对气候适应决策的影响。特别是在面临海平面上升和极端气候事件的风险时，超调路径可能会加剧社会和生态系统的适应压力。即便温度反转能够减缓部分气候影响，适应性措施仍需在短期内得到有效落实，以应对由此带来的环境、经济和社会挑战。研究指出，依赖温度反转作为适应策略可能会导致忽视对当前气候变化的适应性规划，从而加剧贫困国家和脆弱社区的风险。

图4：超调的长期不可逆冻土、泥炭地和海平面上升影响

a. 冻土和泥炭地排放对2300年全球平均温度升高的反馈（蓝色标记，左轴）以及2300年全球中位海平面上升（紫色标记，右轴）与超调持续时间的关系。

b. 通过稳定温度（实现并保持净零二氧化碳排放）与长期温度下降（实现并保持净零温室气体排放）对比，温暖诱导的冻土和泥炭地排放及海平面上升对全球平均温度增加的影响。

5.重新审视气候政策中的超调路径

最后，研究提出，气候政策不应过度依赖温度反转的可能性，而应将焦点转向短期内的减排工作。文章认为，超调路径不应被视为达到巴黎协议目标的有效替代方案，尤其是当温度反转的长期效果仍然存在许多不确定性时。政策制定者应当加强对减排技术的投资，并采取更为务实的适应措施，以确保气候变化对全球生态系统和社会造成的影响能够得到有效控制。

图5：适应性相关的时间尺度与超调

a. 在峰值和下降情境下，可逆气候影响驱动因素的时间演变示意图。虚线表示低和高超调结果，GMST反转的中位时间尺度通常与IPCC AR6数据库一致。 

b. 从2030年开始的适应性规划的不同时间跨度示意图，包括不同的适应性规划时间框架和单项适应措施的使用寿命（水平条形，时间从几年到几十年不等，实际时间跨度根据背景差异较大），并展示应用折现（反映社会对代际公平的偏好）对未来损失和适应收益的影响。

数据与方法

本文使用了多种气候模型，包括简化的碳循环与气候模型FaIR v1.6.2，通过概率模拟评估了不同排放路径下的温度变化和碳去除需求。研究还利用了区域气候模型，对不同温度路径下的区域气候变化进行了长期模拟，特别是在温度超调情况下，分析了各个地区气候响应的不同。通过多模型比较，研究揭示了超调路径下区域气候的时滞效应和不可逆影响，特别是在海平面上升和冰雪圈变化方面。此外，文章还结合了大规模二氧化碳去除（CDR）技术的应用情境，评估了这些技术在不同气候路径中的可行性与效果。

引用

Schleussner, C.-F., Ganti, G., Lejeune, Q., Zhu, B., Pfleiderer, P., Prütz, R., et al. (2024). Overconfidence in climate overshoot. Nature, 634(10), 366-373. https://doi.org/10.1038/s41586-024-08020-9

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