“大气科学是一门涉及到人类生存和发展的学科。气候变暖的影响具有全球性，对人类生产生活产生重要影响，是人类命运共同体的重要体现。”
4月9日下午，中国科学院院士、复旦大学大气与海洋科学系系主任、大气科学研究院院长张人禾走上相辉北堂讲台，以《应对气候变暖危机，构建人类命运共同体》为题，面向数学科学学院、物理学系、化学系、生命科学学院、高分子科学系、环境科学与工程系和大气与海洋科学系的2023级本科生开讲“强国之路”思政大课专题大课。
全球变暖与极端天气间的“风险互联”
2021年诺贝尔物理学奖授予两位气候学家，表彰他们“用地球气候的物理建模，量化可变性并可靠地预测全球变暖”。大气科学研究中，天气和气候是核心，以大气要素变化的时间尺度来界定。
我们经常听到的天气预报明天是晴或雨，说的是“天气”。而由人类活动的影响造成的大气要素的长期变化趋势，指的就是“气候变化”。课程伊始，张人禾为同学们区分了天气、气候、气候变化、气候态等几个常见的概念。他表示，气候是一个涉及到气候系统五大圈层（大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈和岩石圈）的复杂系统。
温室气体吸收地表长波辐射，使大气变暖，让原本平均温度-18℃的地球表面变成人类宜居的15℃。但工业革命以来，增暖加速，“目前全球表面温度升高了约 1.1 °C，这是自大约 12.5万年前最后一个冰河时期以来从未有过的升温水平”。2023年7月，成为地球上有气象记录以来最热的月份，2023年夏季则是有记录以来气温最高的季节。研究表明全球变暖与人类活动有关，这种影响在未来仍将持续。
洪水、干旱、野火、热浪、海平面上升……伴随着全球变暖，全球极端事件增多。这种极端事件不仅包括极端高温变化，也包括极端冷事件。“今年１月，北京出现近30年极端最低气温极值，德国也出现了-27.3度最低气温极值。”
全球变暖，不仅对自然环境带来影响，也让人类面临死亡、营养不良、呼吸系统和心血管疾病、传染病等健康风险。张人禾称之为“风险互联”。“有预测说，到2050年全球性气候危机可能会造成1450万人死亡，带来12.5万亿美元的经济损失，医疗保健系统也会损失1.1万亿美元。”
国际社会共同应对气候变化
全球变暖对人类生活和社会经济造成如此大影响。那么，人类怎么办？
1992年制定《联合国气候变化框架公约》，1995年发起“联合国气候变化大会”，1997年达成《京都议定书》，2007年通过“巴厘岛路线图”……气候变化推动国际社会协调一致，共同应对。
2015年，继《京都议定书》后第二份具有法律约束力的气候协议——《巴黎协定》诞生。在其框架下，主要国家陆续发布各自的“碳减排计划”和实现“碳中和”的时间表。
5年后，第75届联合国大会上，我国宣布二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”。“这就是我国的‘双碳目标’。这一目标彰显了负责任大国形象和构建人类命运共同体的理念”，张人禾说。
什么是“碳中和”？它是指二氧化碳（CO2）人为排放量与人为去除量的平衡，实现“CO2净零排放”。要想实现这一目标，到本世纪末，人们要把全球平均温度较之工业化前水平的升高控制在2 ℃以内，努力争取控制在1.5 ℃以内。
“设定1.5 ℃和2 ℃温控目标，是有其科学基础的。作为一个临界点，超出将会对自然生态系统产生不可逆的影响。如果大家看过灾难片《后天》，就能有更切身的感受。”
没有大气科学战略优势的国家 在今后发展中将沦为边缘
在现有的统计中，化石燃料的燃烧占碳排放量的80%-90%。根据政府间气候变化专门委员会报告预测，未来十年化石能源将占据一次能源供给的70%以上。这意味着优化传统能源使用效率在能源系统低碳转型进程中，仍将起着不容忽视的作用。“对全球各国来说，现有能源利用的提效是非常重要的。”
我国能源结构与发达国家相比显著不同，经济发展与碳减排的矛盾非常突出。发达国家从“碳达峰”到“碳中和”大多经历了40-70年的过渡期，而我国仅有30年。因此，我国实现“双碳目标”面临严峻挑战。
“但中国在实现‘碳中和’目标中不懈努力，并取得显著成绩”，张人禾对台下学子说。2022年，我国可再生能源发电装机占全球可再生能源总发电装机的1/3，2012-2022年十年间，我国风电、水电、光伏、核电累积装机比例都有大幅增加。
“气候变化的研究成果在推动当代人类社会发展中产生了极大的作用。”《联合国气候变化框架公约》的签署，推动全球的协作，引领人类社会向低碳化迈进。
气候变化研究成果将使全球经济重构，改变工业革命以来的人类经济发展方式，向“无碳经济”转型。从碳排放权，到资源争夺、气候移民……更进一步，这对国际政治和外交产生不可估量的影响。
课程的最后，张人禾总结：“没有大气科学知识体系战略优势的国家，将在今后的发展中不可避免地成为边缘。”
一阵掌声过后，同学们提出自己的思考。“张院士，您更看好新能源开发来缓解全球变暖，还是AI发展下去提高能源利用效率呢？”2023级自然科学试验3班的雷竣淇提问。“目前而言，风能、太阳能等清洁能源是实现低碳经济的一个关键方面。但相信AI的发展将在实现能源转型或提高能源效率上发挥更大作用”，张人禾回答。
利用地球系统模式来实现气候预测，张人禾将大气科学的研究过程和模式预测方法分享给2023级自然科学试4班夏雨飞，解答他的提问——“目前如何对未来气候进行预测？这其中大气科学的研究过程是怎么样的”。
2023级数学1班的赵伟达问：“从数据上看温度变化的数值也就是1到2摄氏度，但是为什么我们在生活中对天气变热的感受这么明显？此外，温度升高的关键原因是化石燃料燃烧，但能源的利用又意味着工业化和发展，您对发展和气候问题间的关系有什么思考？”
“气候变暖造成气温分布概率密度函数的变化，造成极端高温出现的概率加大，因此会更多地感受到极端高温出现。化石燃料的燃烧的确是推动了工业化的发展，但发展的同时也对自然环境带来了极大的损害。我们所要做的，是在平衡中找到最优发展之法。”
