南科大葉斌團隊發表城市層面氣候風險量化評估重要研究成果

近日，南方科技大學環境科學與工程學院訪問助理教授葉斌在環境可持續發展頂級期刊Renewable and Sustainable Energy Reviews 上以「Research on quantitative assessment of climate change risk at an urban scale: Review of recent progress and outlook of future direction」為題發表綜述論文，系統梳理了城市氣候變化風險評估的最新研究進展和未來研究展望。

城市佔全球能源消費的三分之二，貢獻了全球人為溫室氣體排放量的70%。由於人口、財富和基礎設施的高度集中，城市不僅是全球氣候變化的主要貢獻者，也是受全球氣候變化影響最嚴重的區域，圖1描述了當前氣候變化給全球城市帶來的潛在風險。評估和預防氣候變化相關的風險對城市可持續發展至關重要，但以往研究多側重於全球、國家或區域尺度的氣候變化風險評估，針對城市尺度的研究剛剛起步。鑑於此，該論文對現有城市尺度的氣候變化風險評估研究進行系統性梳理，在此基礎上對未來研究方向和重點進行展望。

圖1. 全球城市化趨勢及城市氣候變化風險。(a) 基於《2016年世界城市報告》的全球城市化模式，(b) 處於不同風險等級的城市數量，(c) 城市面臨的主要氣候風險暴露，(d)氣候風險暴露度最高的城市部門。

該研究由兩部分構成，如圖2所示。第一部分對城市氣候變化風險量化和評估的相關研究進行歸納、分類、討論和評述，發現從全球尺度的氣候變化到城市尺度的風險評估主要包含四個核心步驟，依次是大規模氣候變化模擬的降尺度、城市微觀氣候的模擬與預測、城市氣候變化脆弱性評估、以及複雜不確定條件下城市氣候變化風險的綜合評價。近年來，隨著降尺度、偏差修訂、經濟社會發展模擬、微觀氣候預測、模型耦合、脆弱性評估、不確定性分析、風險識別、風險量化等模型和技術的發展，準確地量化和評估城市尺度的氣候變化風險取得了顯著進展，但仍舊面臨嚴峻的挑戰，包括： 如何實現中觀尺度和城市尺度氣候變化模擬的無縫耦合？如何表徵複合型氣候變化事件？如何在脆弱性評估中涵蓋氣候變化可能帶來的非市場的、長期持續的影響？如何反映氣候變化風險在城市各個系統之間以及不同城市之間的傳導？

圖2. 論文研究的總體框架

在文獻綜述的基礎上，該研究第二部分結合城市氣候變化風險評估和管理的現實需求，從四個方向對現有研究的改善提出建議：一是完善研究方法和模型，包括多時間尺度的局地氣候驅動力模擬、區域和城市氣候模擬模型的雙向耦合、氣候變化脆弱性函數的形式設定、氣候適應性影響評估、多變量氣候模擬標定、多維度氣候風險統一核算和綜合評價模型等。二是豐富氣候變化對城市系統影響的相關認知，包括全球、區域和城市尺度氣候變化的關聯、複合型氣候事件的形成及影響、氣候變化-氣候適應-氣候風險之間的交互作用、不同城市系統氣候脆弱的關鍵閾值、以及城市內部和城市之間氣候變化風險的傳導機制。三是提高數據的豐富度和可得性，包括城市尺度的溫室氣體和相關汙染物排放清單、高質量的空間數據、氣候脆弱性門檻值、數據標準化和基於Web的數據共享平臺。四是探索城市氣候風險服務的最佳實踐，包括構建由廣泛專家和利益相關者參與的氣候風險聯合工作組，針對不同類型用戶提供易於理解和應用的氣候風險服務，並且根據數據和需求的變化不斷更新和升級氣候風險服務產品，如圖3所示。

圖3. 針對不同類型用戶提供和不斷更新、升級城市氣候風險服務

葉斌為論文第一作者，南科大為論文第一通訊單位。哈工大（深圳）經濟管理學院副教授蔣晶晶，南科大環境科學與工程學院講席教授劉俊國、教授鄭一，勞倫斯伯克利國家實驗室研究員周南參與了論文的討論、撰寫與修改工作。

本項目得到科技部重點研發專項，國家自然科學基金項目，以及深圳市自然科學基金項目的資助。

文章連結：https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110415