《30年来全球风速和海浪波高的 长期变化趋势》

  • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
  • 编译者: 张灿影
  • 发布时间:2019-11-21
  • 风和海浪是气候系统的重要组成部分,对海气间能量和物质交换具有关键作用,研究风和海浪的长期变化趋势对理解全球气候变化具有重要意义。由于海洋浮标观测资料有限,还不足以用来开展全球风场和海浪长期变化趋势的研究,因此当前人们对全球风场和海浪长期变化趋势的认识还不够深入。近日,国际著名期刊《科学》(Science )刊发了题为《全球风速和海浪波高变化趋势的评估》(Multiplatform evaluation of global trends in wind speed and wave height)一文。来自澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne)和印度尼西亚哈山努丁大学(Hasanuddin University)的研究人员,基于31颗卫星的历史观测数据研究指出,过去33年来(1985—2018年)全球平均表层风速和有效波高有小幅增长的趋势,极值风速和极值波高增长趋势比较明显,其中南大洋风速和有效波高的增长最为显著。

    研究人员利用1985—2018年间的卫星观测数据,计算了全球表层风速和有效波高的变化趋势。结果表明,在全球范围内表层风速有增强趋势,但这种趋势存在空间差异,南大洋的增强趋势(每年2cm/s)最为显著,太平洋和大西洋赤道南侧各有一条海域带也有明显的增强趋势,北大西洋表层风速以每年约1cm/s的速度增大,此外全球其它海域表层风速变化趋势不显著。相比风速,平均有效波高的变化趋势相对不太显著,但在南大洋的太平洋扇区和大西洋扇区存在每年0.3cm的增大趋势,在北太平洋存在每年0.5cm的减弱趋势(图2A)。就极端情况而言,极端风速在过去30年内的增加趋势比平均风速更为显著,10%大风速在南大洋海域的增强趋势能达到每年5cm/s,北大西洋约为每年4cm/s,在北太平洋和印度洋的增加趋势也很明显(每年2cm/s)(图1B)。与表层风速类似,海浪极值波高变化趋势比平均波高变化趋势也更为显著,更多的海域存在极值波高增大的趋势,10%大波高在南大洋存在每年增大1cm的趋势,在北大西洋的增大趋势约为每年0.8cm。

    摘自:青岛海洋科学与技术试点国家实验室《全球海洋科技发展动态2019年第十期》张丹琦 舒 启 编译

  • 原文来源:https://science.sciencemag.org/content/364/6440/548
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    • 随着能源资源价格的不断高涨以及受疫情冲击,新一轮资源民族主义浪潮以前所未有的高频率、广范围,深刻影响着自然资源产业的发展空间。 2020年以来,新冠肺炎疫情持续、全球供应链中断、极端天气频发,导致全球油气投资大幅下滑,加之OPEC+(石油输出国组织成员国加上以俄罗斯为代表的一些石油高产国家)实施大规模减产计划,在2021年全球经济复苏之际,全球能源供应明显不足,导致以能源为代表的国际大宗商品价格持续上涨。 当前的俄乌冲突再度冲击全球能源市场。美国和英国已宣布停止进口俄罗斯石油和天然气,欧盟设定了将其对俄罗斯化石燃料的依赖减少2/3的目标。在全球应对气候变化和能源供应面临持续紧缩的压力下,国际局势的演变促使全球能源资源市场发生一些新变化、新趋势。 全球能源市场短期波动加剧 石油市场最容易受包括自然灾害、重大技术事故和地缘政治紧张局势等风险因素的影响。疫情导致的投资缺乏以及OPEC+大规模减产计划已使全球石油供应趋紧,全球石油价格在2021年出现了有记录以来的最大年度涨幅。 俄乌冲突后国际关系持续恶化,美欧等国家和地区不断加大对俄罗斯经济制裁的力度,加深了世界各国对能源安全问题的担忧,避险情绪引发国际大宗商品价格巨幅上涨。伦敦布伦特原油期货价格自2022年开盘价78.09美元/桶飙升至3月份的139美元/ 桶,西得克萨斯中质原油现货价格也一度升至130美元/桶的高位。 随后国际能源署(IEA)成员国采取集体行动,两度承诺将在未来6个月内释放1.2亿桶原油和石油产品紧急储备,以平息由于俄罗斯大幅减少供应导致的油价上涨,国际油价应声回落至100美元/桶以下。 OPEC+承诺缓慢增产以及IEA的库存释放,将减缓原油供不应求的状况,但这些举措并不能从根本上解决由于多年投资不足和全球流动性极度宽松而导致的石油市场结构性失衡问题。 全球石油库存已连续14个月下降。IEA警告称,由于制裁或主动禁运,从5月起每天大约有300万桶俄罗斯石油可能无法流入国际市场,再加上乌克兰局势的不明朗和利比亚油田的关闭,原油市场前景充满了不确定性,伦敦布伦特原油期货价格4月18日又升至112.72美元/桶。高油价将对全球经济前景构成严重威胁。 欧洲能源转型节奏加快 随着经济复苏,欧洲一直面临能源价格上涨的问题。2021年底的能源危机对欧洲天然气需求端造成严重打击,欧洲地区基准天然气价格涨幅超两倍,促使欧洲公用事业机构不得不转向使用污染严重的煤炭资源。 俄乌冲突的爆发加剧了欧洲能源供应的不确定性。欧盟90%的天然气消费依赖进口,而俄罗斯提供了欧盟天然气消费总量的40%以上。欧盟石油进口总量的27%和煤炭进口总量的46%也来自俄罗斯。 为实现在2030 年之前逐步消除对俄罗斯化石燃料依赖的目标,欧盟委员会于2022年3月制定了《欧洲廉价、安全、可持续能源联合行动》,将基于两大支柱提升欧盟范围内的能源系统弹性:一是增加来自非俄罗斯供应商的液化天然气(LNG)和管道天然气的进口,以及增加生物甲烷和可再生氢的生产和进口;二是通过提高能源效率、增加可再生能源份额、突破基础设施瓶颈等,更快地减少家庭、建筑和工业层面以及电力系统层面对化石燃料的依赖。 根据该计划,2022年内欧盟成员国将减少2/3的俄罗斯天然气进口,至2030年,完全关闭对俄罗斯能源进口的通道。4月,欧盟还宣布对俄煤炭禁运。通过支持能源供应的多样化,加速向可再生能源过渡并提高能源效率,将大幅提高欧洲的能源独立性,加速欧洲向清洁能源转型。 全球能源流动方向或发生重要调整 俄罗斯石油及天然气出口量在全球占比达25%左右。欧洲是俄罗斯能源出口的主要目的地,其次是中国。由于冲突和制裁,许多运输公司拒绝运输俄罗斯原油,导致运输成本大幅提高。地缘政治因素也推动了国际资本大规模撤出俄罗斯能源产业,俄能源贸易空间被压缩。 与此趋势相反,欧盟大幅增加了从美国进口天然气。自2016年4月第一批LNG发货以来,欧盟从美国的LNG进口一直在增加。2021年美国向欧盟出口的LNG超过220亿立方米,创历史新高。 根据美欧近期签署的天然气供应协议,2022年美国将与国际伙伴合作确保向欧盟市场提供至少150亿立方米LNG,最终目标是完成欧盟提出的2030年前每年进口500亿立方米LNG的目标,从而帮助欧洲在2027年前摆脱对俄罗斯天然气的依赖。预计未来欧盟对美国LNG进口的依赖会大大加强。 作为天然气供应多元化的重要举措,欧盟还将加大与挪威、卡塔尔、阿塞拜疆、阿尔及利亚、埃及、韩国、日本、尼日利亚、土耳其、以色列等国家的天然气跨境合作。意大利已与阿尔及利亚签署了增加天然气供应的协议。 加速推进部署清洁能源 俄乌冲突是全球能源市场的一个扳手,气候变化则是另一个。石油、天然气市场的不稳定已经使欧盟、亚洲等地区意识到寻找能源替代品的紧迫性,加快发展可再生能源的政治意愿也显著上升,未来的政策设计和资金都可能向可再生能源倾斜。石油和天然气高昂的价格,也使得可再生能源投资变得更具吸引力。 首先,光伏和风能发电有望快速提升。欧盟的目标是到2025年光伏和风能发电能力提高1倍,到2030年提高两倍。化石燃料价格的飙升已经导致欧盟内部对太阳能电池板的需求激增,而新建住宅的强制性加装太阳能电池板措施正加速这一趋势。 同时,欧盟推出的简化风电许可措施将使欧洲的风电产能部署提高近20%。欧盟和英国已经批准了近19吉瓦的风电产能建设,如果建设时间表提前,欧洲可能会在两年内看到额外产能投入运营。 其次,核能在清洁能源转型中的作用可能提升。IEA预计,到2050年全球90%的可再生能源电力中,风能和太阳能光伏发电的份额加起来将占近70%,其余的30%由核能提供。 多数经济体如美国、加拿大、中国、俄罗斯、印度、阿根廷、巴西、埃及、芬兰、匈牙利、波兰、沙特、英国和乌兹别克斯坦等,都对发展核能持乐观态度。对于核能是否应归类为绿色能源的问题,欧盟内部已展开了激烈争论。受2021年底的能源危机和俄乌冲突带来的能源安全挑战,包括德国在内的反核国家淘汰核能的进程有可能放缓。 此外,对储能、海上风能、氢能、碳捕集与封存 (CCS) 等低碳技术的投资有望保持上升态势。储能在许多国家的政策框架中的作用将变得更加清晰。 欧盟委员会2021年批准了提供29亿欧元资金支持欧盟电池储能技术研究的计划。奥地利、比利时、克罗地亚、芬兰、法国、德国、希腊、意大利、波兰、斯洛伐克、西班牙和瑞典等12个欧盟成员国,将在电池制造的4个核心阶段(原材料开采、电池芯设计、电池组系统和回收供应链)投资创建新的解决方案。风电、氢能、CCS技术等也是欧盟、日本、韩国等长期低碳发展战略的重要组成部分。 能源资源问题政治化带来新挑战 新兴产业的兴起和新一代信息技术的广泛应用以及全球加速绿色转型,使得一些非燃料矿产如锂、钴、锰、稀土、镓、钕、铟、锗、钪、铂、钽等的地位凸显。由于多数矿产资源具有不可再生性和地理分布的极度不均衡性,资源民族主义已被确定为自然资源领域投资者的主要风险之一。 近年来随着能源资源价格的不断高涨以及受疫情冲击,新一轮资源民族主义浪潮以前所未有的高频率、广范围,深刻影响着自然资源产业的发展空间。一些国家纷纷单方面修改游戏规则,比如推翻原有合同、提高税收分成、限制外资持股比例、出于战略或经济等原因强制性要求对外国公司控股或参股、提高矿业特许使用费、强化环境保护标准等,给全球关键矿产的供应安全增加诸多不确定因素。 目前,全球主要经济体已开始重新审查评估其关键矿产供应状况,并制定相应的全球资源战略。可以预见,未来全球围绕关键矿产的萃取、加工、精炼和应用等的竞争将愈演愈烈,而由战略性矿产资源驱动的地缘冲突也可能加剧。
  • 《数据分析可以预测全球变暖趋势和热浪》

    • 来源专题:物理海洋学知识资源中心
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    • 由亚利桑那州立大学和斯坦福大学领导的研究小组,正在预测全球变暖趋势和热浪,并在研究过程中将人为因素加入方程中。这个过程量化了20世纪初,即全球变暖前,气温演变过程中的统计数据和近期发生的热浪事件,这两者可以作为潜在气候灾难性变化的预警信号。此外,该研究结果还给出了城市和农村极端热浪预警信号的对比情况。追踪极端事件中不断增加的高温频率和强度的先前特征或临界点,将有助于制定相应的对策来恢复气候系统的活力。尽管许多研究已经证实了气候系统的这种变化,比如冰川期的突然结束,但都没有进行更深入的分析。该研究结果发现,在全球变暖和热浪出现之前,已经存在以年和日为单位的预警信号。除了全球历史温度数据外,研究小组还从机场气象站追踪当前的温度变化来获得数据。如果天气异常炎热(与30年来的记录相比),并且至少连续三天,它就被认为是热浪。在热浪之前出现的早期预警信号为深入了解其潜在的机制提供了新的视角(例如,通过陆-气相互作用可能产生的反馈),特别是考虑到不断增加的极端高温事件的频率和强度时。这种方法为评估全球能源消耗以及城市绿色基础设施的引入等因素对气候变化的影响创造了一个全新的前沿的评估工具。根据研究结果,科研人员推测,城市绿化或使用公共园林绿化和林业项目,加上适当的灌溉,可能会减缓全球变暖和热浪的发生。该研究结果将有助于实施应对措施,以恢复气候系统的弹性。 相关论文链接: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2020GL088503 (郭亚茹 编译; 张灿影 审校)