1.1 應對氣候變化的科學背景

本節首先闡述了溫室氣體的基本概念及其對全球變暖的影響機制。隨后，討論了溫室氣體的主要排放源，并指出人類活動產生的溫室氣體排放是導致全球變暖的主要原因。最后，本節對氣候變化進行了定義，闡述了人類活動對氣候變化的顯著影響，以及氣候變化對全球經濟和社會產生的重大威脅，并對國際社會的相關應對措施進行了具體說明。本節旨在為讀者構建一個關于氣候風險基礎概念的框架，通過詳細闡釋核心術語及其影響，為后續章節深入探討氣候風險的科學原理、評估方法及應對策略奠定堅實的理論基礎。

1.1.1 溫室氣體

溫室氣體（Greenhouse Gas，GHG）指大氣中由自然或人為產生的，能夠吸收和釋放地球表面、大氣本身和云所發射的陸地輻射譜段特定波長輻射的氣體成分，主要包括水蒸氣、二氧化碳和甲烷等氣體。隨著工業化和現代化的發展，人類活動產生了大量的溫室氣體，導致大氣中溫室氣體的濃度不斷增加。這使得地球表面的溫度逐漸升高，產生溫室效應，溫室氣體濃度越高，溫室效應越強，進而引發全球變暖、海平面上升、極端天氣事件等問題。因此，控制溫室氣體的排放已成為全球關注的焦點。

不同的溫室氣體對于全球變暖的影響能力有差別，這一能力通常由全球變暖潛力（Global Warming Potential，GWP）衡量。GWP是度量溫室氣體在大氣中相對于二氧化碳（CO2）在特定時間（通常是100年）內捕獲多少熱量的指標。每種溫室氣體都有其特定的GWP值。以二氧化碳作為基準，其GWP被設定為1。其他溫室氣體如甲烷（CH4）、一氧化二氮（N2O）以及氟化氣體（HFCs、PFCs、SF6等）的GWP值則根據它們吸收紅外輻射能力的強度和在大氣中的停留時間來確定。例如，甲烷的GWP在100年時間尺度上大約是二氧化碳的25倍。這意味著在同等質量的情況下，甲烷對地球溫室效應的貢獻是二氧化碳的25倍。GWP是國際政策制定和溫室氣體排放報告中的一個重要概念，它幫助政策制定者、科學家和環境保護組織量化和比較不同溫室氣體排放的相對影響，從而使其更有效地制定減少全球溫室氣體排放的策略。全球主要溫室氣體及其相應全球變暖潛力（GWP）如表1-1所示。

溫室氣體的來源多種多樣，主要來自以下幾個方面：

1）化石燃料燃燒：煤、石油和天然氣等化石燃料的燃燒是產生二氧化碳的主要來源，多見于發電、交通運輸、工業生產等活動。

2）工業過程：某些工業過程會釋放氟利昂、全氟碳化合物、硫化合物等氣體，例如，制冷劑、溶劑和生產過程中的化學反應都會產生這些溫室氣體。

3）農業活動：農業生產也是溫室氣體的重要來源。放牧和糞便管理會產生甲烷，而化肥的使用和某些農作物的種植則釋放氮氧化物一氧化二氮。

4）森林砍伐與土地利用變化：森林砍伐和土地利用變化，尤其是熱帶雨林的清理和焚燒，會導致大量的二氧化碳釋放到大氣中。

5）垃圾處理：垃圾填埋和垃圾焚燒釋放甲烷和二氧化碳等溫室氣體。

6）天然過程：天然過程如火山噴發、植物腐爛和海洋生物活動也會釋放一些溫室氣體。

1.1.2 氣候變化

按照聯合國政府間氣候變化專門委員會（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）的定義，氣候變化指的是氣候狀態的變化，這種變化可以通過氣候屬性的平均值和/或變異性的變化來識別，并持續很長一段時間，通常是幾十年或更長。氣候變化可能是由于自然的內部過程或外部因素，如大氣成分的變化或土地使用的持續人為干預。氣候變化可劃分為歸因于人類活動的氣候變化和歸因于自然原因（如太陽周期的調節、火山爆發）的氣候變化。在本文中，氣候變化指歸因于人類活動改變大氣成分而導致的氣候變化。

歷史上，人類對于氣候變化的認識經歷了一個過程，爭論主要集中于氣候變化是否存在，以及氣候變化在多大程度上可歸因于人類活動。對于這些問題的回答將影響人類應對氣候變化所采取的行動。從20世紀90年代以來，隨著科學研究的深入和證據增多，對于氣候變化的原因以及應對氣候變化的緊迫性已經逐步達成共識。1997年，部分發達國家簽署了《京都議定書》。《京都議定書》具有法律約束性，簽署國家須出臺措施控制其碳排放。但由于部分國家簽署后又退出，且《京都議定書》涵蓋的排放只占全球排放的1/5左右，所以人們普遍認為《京都議定書》并未達成目標。2015年，《巴黎協定》正式通過，該協定明確提出了將全球氣溫升高幅度控制在2℃以內的長期目標，并努力將其限制在1.5℃以內的更理想目標。它將世界各國視為一個命運共同體，鼓勵各締約方根據實際國情和能力為減排行動做出“自主貢獻”，但《巴黎協定》不具有類似《京都議定書》的法律約束性。

氣候變化被認為是當前人類社會面臨的最嚴峻挑戰之一，其對人類社會的影響有兩大顯著特征。第一，氣候變化影響范圍廣：通過改變整個地球的生態系統，氣候變化的影響可以觸及全球人類社會的方方面面，包括文化活動、經濟活動、自然資源、人類健康等。例如，在人類健康方面，世界衛生組織（WHO）認為，氣候變化將影響空氣、飲用水和食物的供給，將加劇瘧疾、痢疾等疾病的傳播，在2030年至2050年將直接導致全球每年有25萬人死亡。第二，氣候變化超出一定范圍后具有不可逆性：普遍的觀點是生態系統中存在一個或多個轉折點（tipping point），當氣候變化導致的生態系統變化超出轉折點之后，即使人類社會采取進一步的控制措施，變化也無法逆轉。有觀點認為，地球的生態系統已經接近于轉折點。以上兩大特征說明了人類社會采取措施應對氣候變化的重要性和緊迫性。

1.1.3 氣候減緩與氣候適應

在應對氣候變化的過程中，“氣候減緩”和“氣候適應”是兩個核心概念，代表減緩氣候變化和適應氣候變化兩大互補性策略。如圖1-1所示，雖然這兩種策略有不同的焦點，但它們是互補的，共同為減輕氣候變化的負面影響和增強社會、經濟和環境系統的韌性提供了全面的框架。

氣候減緩（Climate Mitigation）的主要目標是減少溫室氣體的排放量并增加碳匯，從而減緩或避免氣候變差。為實現這一目標，首先，國家和地區需要推進碳達峰和碳中和，設定明確的減排目標與實現路徑。其次，優先發展非化石能源，提升能源利用效率，重點發展太陽能、風能等可再生能源，減少對化石能源的依賴。與此同時，推動新能源汽車等綠色低碳產業的發展也是實現減緩氣候變差的重要途徑之一。此外，通過原料替代、改善生產工藝及設備使用，能夠有效控制溫室氣體排放。為了進一步提升碳匯能力，保護和恢復森林、草原、濕地等生態系統也是關鍵手段，能夠通過增加碳匯減少碳排放。最后，推行碳稅、碳交易等減排政策，通過碳定價機制激勵企業和社會減少排放。

氣候適應（Climate Adaptation）側重于調整自然或人類系統，以應對氣候變化的實際或預期影響，減輕其帶來的損害并抓住潛在的機會。首先，提升基礎設施的氣候韌性是關鍵，包括加強防洪、抗旱等設施的建設，以減少氣候變化對基礎設施的破壞。其次，青藏高原等生態脆弱地區需要進行生態修復，以增強這些區域的適應能力。同時，建立災情數據庫并完善自然災害監測預警系統，有助于提高應對極端天氣事件的能力。通過發布綜合防災減災規劃和制定應急處置方案，可以有效管理和應對氣候變化帶來的災害風險。最后，農業領域應通過研發利推廣防災減災增產的新技術，以及培育氣候智能型作物，以增強農業系統對氣候變化的適應能力，保障糧食安全。

1.1.4 碳達峰與碳中和

碳達峰與碳中和是應對氣候變化相關的兩個重要概念。碳排放峰值是指國家或地區等主體的溫室氣體的最大年排放值，碳達峰（Carbon Peaking）則意味著該主體的碳排放量在某個時間點達到這個峰值。因此，如圖1-2所示，碳達峰的核心體現在碳排放量的增速持續減緩直至為負，即碳排放量達到歷史最高值后逐步回落的過程。

碳中和（Carbon Neutrality）是指在一定時間內，國家或地區等主體通過植樹造林、節能減排技術等方式抵消二氧化碳排放量，使得人類活動產生的二氧化碳排放量與吸收量達到平衡狀態，從而實現“凈零排放”，具體內容如圖1-3所示。其核心在于二氧化碳排放量的大幅度降低。目前，節能減排技術主要包括碳捕集、利用與封存技術、生物能源技術、光伏、風能等。

從概念上來看，碳達峰是實現碳中和的前提條件，達峰早晚與峰值高低將直接影響碳中和實現所需要的時間長短和難易程度。

1.1.5 碳足跡

碳足跡（Carbon Footprint）是指直接或間接導致溫室氣體排放到大氣中的總量，通常以二氧化碳當量（CO2e）來衡量。它反映了個人、組織、活動或產品從原材料獲取、生產、使用到廢棄全過程中產生的直接和間接溫室氣體排放總和。碳足跡的概念幫助人們量化和理解其活動對氣候變化的影響，從而采取措施減少這些排放，努力減緩氣候變化的進程。

碳足跡和碳排放這兩個概念密切相關，但它們之間存在一些區別。相比碳排放，碳足跡是一個更為廣泛和宏觀的概念，它量化了個人、組織、事件或產品在其整個生命周期中直接或間接導致的所有溫室氣體排放總量。這不僅包括直接排放（如使用化石燃料產生的CO2排放），也包括間接排放（如生產和運輸過程中的排放）。

例如，衡量一件服裝的碳足跡涉及評估其生命周期內所有階段產生的溫室氣體排放總量。這通常包括原材料的生產，服裝的制造、運輸、使用，以及最終的廢棄和回收處理過程。針對原材料獲取階段，需要評估服裝所用原材料（如棉花、聚酯、羊毛等）的生產過程中的碳排放。這包括種植、采集、加工原料所需的能源消耗和相關排放。針對生產階段，需要收集服裝生產過程中的能源消耗數據，包括紡織、染色、縫制等環節。接著，需要考慮原材料到工廠、工廠到倉庫以及最終產品到消費者手中的所有運輸過程。在使用階段，需要評估服裝在使用過程中的清洗、烘干等維護活動對能源的消耗。在廢棄和回收環節，需要評估服裝廢棄后的處理方式，如填埋、焚燒或回收。將上述所有階段的碳排放量匯總，得出該件服裝的整體碳足跡。