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碳专项:勇担历史使命 迎战气候变化

来源:中国科学报 作者:李晨阳 2017-08-23 11:17:01
  创新激发活力,科技成就梦想。从蛟龙入海到“墨子号”上天,从大亚湾中微子实验到气候变化碳收支研究,从人工智能到干细胞与再生医学……党的十八大以来,以习近平同志为核心的党中央坚定创新自信,砥砺奋进。我国的科技事业蓬勃发展,一批重大科技成果的竞相产生,彰显了我国科技实力的迅猛提升。

  从今天起推出“点赞新成果·迎接十九大”专栏,充分回顾五年来科技界在开展基础前沿研究、完成国家重大科技任务、服务创新驱动发展等方面的卓越成绩,进一步展示中科院人勇于担当,在战略性先导科技专项上取得的丰硕成果。

  在办公室里,中科院大气物理所研究员廖宏向记者展示了一张全球气候变化图,上面深紫和猩红的点状分布显示了增暖效应明显的地区。她解释说,中国正处于西伯利亚—蒙古特大增暖区的下风边缘,是受近百年来人类活动所致全球变暖影响较大的区域。采取积极行动,应对气候变化,将是中国科学家肩上不容卸下的使命。

  自2011年起的5年间,包括廖宏在内,来自中科院及高校、部委所属98个研究院所的4000余名科研人员,都投身于中科院战略先导科技专项“应对气候变化的碳收支认证及相关问题”(以下简称碳专项)研究,产出了一批重大科研成果。

  5大任务群挑起艰巨使命

  碳专项启动于2011年哥本哈根气候大会之后。专项首席科学家、中科院院士吕达仁告诉《中国科学报》记者,它的初衷在于为国家应对气候变化提供基础数据、科学知识和技术支撑,包括对中国碳排放的数量、来源、趋势及预期减排强度等进行定量测算。

  这无疑是一项艰巨的任务。相应的,“碳专项”的规模也非常惊人——总投资达8亿元,由5大任务群组成,下设15个具体项目。

  科学家面临的第一个难题是如何编制中国自己的碳排放清单。这既是全面掌握与管理我国碳排放的必然要求,也是应对气候变化的重要决策依据。在国际谈判桌上,一张科学、严谨、有说服力的碳清单能大大提升国家的话语权。

  “排放清单任务群”基于我国能源消耗、自然过程、土地利用及畜牧业等特点,构建了能源消费与水泥生产排放、土地利用与畜牧业的甲烷和氧化亚氮排放、自然过程碳排放的实测系统,再加上一颗冉冉升空的“碳卫星”,形成了天地一体化的碳排放核算和监测体系。

  “生态系统固碳任务群”对国内各类生态系统的碳储量和固碳能力进行了系统的野外调查;“气候敏感性任务群”充分研究了过去时期的气候变化,用更丰富的资料和更严格的分析方法建立起全新的温度变化数据序列,并发展完善了中科院气候系统模式;“影响与适应任务群”在深入分析历史记录的基础上,评估未来50年内典型地区重要产业经济、系统适应气候变化的策略和措施;“绿色发展任务群”则着重于探讨国家应对气候变化的碳管理与可持续发展权衡的国家战略、制度设计和调控政策。

  统纳全国的空间尺度和纵贯万年的时间尺度,都给参与“碳专项”的科技工作者们提出了极大挑战。那么,他们要怎么盘活这样一局大棋呢?

  创新模式盘活空前布局

  吕达仁解释说,专项涉及了遍及全国的温室气体、气溶胶排放、生态固碳调查测量与分析,需要得到具有全国代表性的各类精确数据,并采用国际先进的观测仪器、观测与分析方法和规范,得出国际科学界认可的科学数据和统计结果。这是一项宏大且极为繁重的科学工程与调查。

  以气溶胶地面浓度观测网为例,研究者共布设了20个一级观测站和16个二级观测站,其中不乏一些地处西藏阿里、珠穆朗玛峰等偏远地带的站点。有些位置过于偏僻的站点,人力紧缺,不时还会发生突然断电等意外,都给项目的开展造成了重重困难。

  面对规模空前的项目,中科院的创新管理模式把“不可能”变成了“可能”。廖宏回忆说,在项目进行过程中,中科院副院长丁仲礼会随时针对某一个具体的科学问题召开专题研讨会,群策群力,力求在最短时间里拿出解决方法。“实践证明,这是非常有效的方法。”廖宏说,“这种模式激发了每个人的积极性和创造力,把一个大项目中的重要细节问题都落实到位。”

  碳专项不光尺度大,涉及的领域也极为广泛。中科院上海高研院研究员魏伟告诉记者,在推进“能源消费与水泥生产碳排放项目”的过程中,他们需要走进众多企业,进行测试和调研。如何争取企业的积极配合,是项目中最为关键也最具有挑战性的工作。项目启动之初,在中科院的支持下,项目组积极联系了国家发展改革委等众多部门。

  国家发展改革委气候变化司向各类大型企业出具的数百份介绍函,帮助科学家们叩开了这些企业的大门,但是仍有一部分企业表现出抵触情绪。科技人员只能进一步联系地方政府,启动各方人脉,和它们逐一沟通。“这项繁琐的工作一直贯穿整个项目。”魏伟说。

  “先导”开启气候研究新篇章

  在碳专项的科技目标与科研管理验收会议上,中科院副院长相里斌指出,碳专项取得的进展只是阶段性的,后续还应积极争取国家“十三五”甚至未来持续安排的应对气候变化相关项目,同时加强对专项成果的总结凝练,进一步发挥专项成果对国家政策制定、创新驱动发展、新旧动能转换等方面的科技支撑作用。

  作为中科院的战略先导专项,碳专项最大的价值就在于其“先导性”。

  今年5月初,廖宏作为特邀专家,参与了政府间气候变化专门委员会(IPCC)第六次气候变化评估报告(AR6)规划大纲的编制。“在大纲里,我看到很多碳专项关注的科学问题和关键词直接出现在AR6的章节标题当中。”廖宏说,“这是先导性的重要体现。”

  几年间,碳专项的一系列研究成果在国内外收获了广泛的认可和赞誉,其中部分成果已被IPCC第五次评估报告采用;项目获得的海量数据已经实现全球共享,被大量下载、分析和使用;专项团队在国际顶级期刊上发表了大量高水平学术论文。

  迄今,碳专项的相关成果已经开始影响国家决策,并为我国参与气候谈判提供了一系列科学技术上的支持和有价值的建议。在碳专项的带动下,一大批国家重点研发项目纷纷立项,更加深入、更加具体的后续研究正在如火如荼地开展。
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