IPCC温室气体排放情景特别报告

《IPCC温室气体排放情景特别报告》（Special Report on Emissions Scenarios，简称SRES）由联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2000年发布。报告中描述的温室气体排放情景（气候变化情景）被用来预测未来可能发生的气候变化。SRES情景通常用于2001年发布的IPCC第三次评估报告 (TAR) 和2007年发布的IPCC第四次评估报告 (AR4)。SRES情景被用来改善之前的的IS92情景（于1995年发布的IPCC第二次评估报告中使用）。SRES情景用来当作"基线"（或称"参考"）情景（参见气候变化缓解经济学#Baseline），表示这些情景并未将任何当前或未来限制温室气体（GHG）排放的措施（例如根据《联合国气候变化纲要公约》（UNFCC）签订的《京都议定书》）列入考虑。

SRES情景中的排放预测，其范围与科学界制定的基线排放情景大致相当。然而SRES情景并没涵盖所有可能的未来情景：实际排放量变化可能比情景所述的要小，或是会更大。

而于2014年所发布的IPCC第五次评估报告，这种表达气候变化情景的SRES又被代表性浓度路径（RCP）所取代。

科学界对于SRES有几项评论。它既然被称为"与先前所提的情景相比，有重大进步"。而同时也有人对其提出批评。对SRES最广为人知的批评集中在：除其中一个模型之外，其他所有的都是采用市场汇率(market exchange rates，MER) （而没用到更为正确的购买力平价(purchasing-power parity，PPP) 方式）来将不同地区的国内生产毛额(GDP)作比较。

## 制定SRES的目的

AR4中温室排放情景特别报告（SRES）的四种情景系列与全球迄2100年地表暖化预测的对应

AR4 (Summary; PDF)｜更 着重 经济｜更 着重 环境

全球化(同质性 世界)｜A1 快速 经济 增长(群组: A1T; A1B; A1Fl)1.4–6.4 °C｜B1全球环境可持续性 1.1–2.9 °C

区域化(异质性 世界)｜A2区域性 导向经济 发展2.0–5.4 °C｜B2地区环境可持续性1.4–3.8 °C

为气候变化作预测，在很大程度上取决于未来的人类活动结果，因此气候模型是根据情景中的假设来模拟。SRES包含有40种不同的情景，每种情景对未来温室气体污染、土地利用和其他驱动因素做出不同的假设。每种情景都设有未来技术发展以及未来经济发展的假设。假设情景的大多数都包括增加化石燃料耗用，B1中某些版本于2100年的耗用水准会低于1990年的。在排放情景中，全球GDP整体将以5至25的系数（%）来成长。

这些排放情景被组成多个系列，系列中包含有某些方面彼此相似的情景。IPCC所发布的评估报告中对未来的预测，通常是依据特定情景系列的背景下做出。根据IPCC的说法，所有SRES情景都被视为"中性"。所有SRES情景均未将未来发生的灾变或是巨型灾难，例如战争和冲突和/或生态环境崩溃列入考虑。

IPCC并未将这些情景描述为代表未来社会经济发展中归类为"好"或"坏"的路径。

## 情景系列

情景系列包含具有共同主题的个别情景。IPCC第三次评估报告 (TAR) 和第四次评估报告 (AR4) 中所讨论的六种情景是A1FI、A1B、A1T、A2、B1和B2。

IPCC并未表明任何SRES情景比其他情景更有可能发生，因此没有任何SRES情景是代表未来排放的"最佳猜测"。

本文的情景描述系根据AR4中的，而其也与TAR中的情景描述相同。

### A1

A1情景属于更为整合的世界。此系列情景的特色是：

- 经济快速成长。
- 全球人口于2050年将达到90亿，然后逐渐下降。
- 新的及高效技术快速传播。
- 趋向整合的世界 - 不同地区的收入和生活方式趋于整合。全球发生广泛的社会和文化互动。

A1系列依据技术重点，含有多个子集：

- A1FI - 强调耗用化石燃料（化石燃料密集）。
- A1B - 平衡采用所有能源。
- A1T - 强调采用非化石能源.....

### A2

A2情景是个更为分化的世界。此系列情景的特色是：

- 世界由各个独立运作、自力更生的国家所组成。
- 人口不断增加。
- 区域经济发展导向。
- 高度排放。

### B1

B1情景是个更为整合、更生态友善的世界。此情景的特色是：

- 与A1情景相同，属于经济快速成长，但会快速朝向服务和资讯经济改变。
- 人口将于2050年增至90亿，然后下降（与A1情景相同）。
- 减少使用资源强度，并引入清洁和资源高效的技术。
- 强调经济、社会和环境稳定的全球解决方案。

### B2

B2情景是个更为分化的世界，但更生态友善。此情景的特色是：

- 人口不断增加，但速度比A2情景为慢。
- 强调经由本地解决（而非经由全球解决方案）经济、社会和环境稳定的问题。
- 经济发展处于中等水平。
- 与A1和B1情景相比，技术变革速度较慢，且更为片面与分散。

## SRES情景与气候变化倡议

虽然根据某些情景的假设，会比根据别的情景让世界变得更为环境友好，但没有情景将任一气候倡议（例如《京都议定书》）包含在内。

## 大气温室气体浓度

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SRES情景被用于预测未来大气中温室气体的浓度。IPCC第三次评估报告（2001年发布）中运用六种说明性的SRES情景，预测2100年大气中二氧化碳浓度介于540至970百万分比（ppm）之间。在此类预测中，未来透过碳汇从大气中移除二氧化碳（参见二氧化碳移除）存在不确定性。地球生物圈的未来变化和气候系统的反馈也存在不确定性。将这些不确定性列入考虑，表示预期浓度范围将会落在490至1,260ppm之间。相较之下，工业化前（1750年前）的浓度约为280ppm，而在2000年的浓度约为368ppm。

美国国家环境保护局（EPA）也采用SRES情景对未来大气中温室气体浓度进行预测。这些预测如右边图案所示，均受到前面描述有关碳汇的未来作用和地球生物圈变化的不确定性所影响。

## 观测到的排放率

在1990年代至2000年代期间，由于人类燃烧化石燃料和工业生产过程所产生的二氧化碳排放量增长率有所增加（参见研究人员McMullen和Jabbour发表的报告（2009年），第8页）。于1990年至1999年的十年间，年平均成长率为1.1%。

2000年至2009年的十年间，燃烧化石燃料产生二氧化碳排放量平均每年增加3%，超过40个SRES情景中的35个情景估计成长率（如果采的是端点，而非线性回归法，则超过的为34个）。人为造成的温室气体排放量在2010年创下新记录，比2009年增加6%，甚至超过IPCC第四次评估报告中提出的"最坏状况"情景。

## 观点与分析

### 市场汇率（MER）与购买力平价（PPP）比较

SRES场景受到科学界人士Ian Castles和David Henderson的批评。他们批评的核心是SRES采用市场汇率（MER）法进行国际间比较，而非采用较受理论支持的购买力平价（PPP）法，后者可将购买力差异修正。但IPCC对此批评提出反驳。

辩论中的不同立场可被归纳如下 - SRES情景采用MER，会夸大过去和现在的收入差异，并高估开发中国家未来的经济成长。Ian Castles和David Henderson最初认为这将会导致对未来温室气体排放量的高估，因而表示IPCC对未来气候变化的预测可能有高估的情况。然而经济成长的差异会被能源强度的差异所抵消。有人说这两种相反的效果可完全互抵，也有人说只能互抵部分。整体而言，从采用MER转换为采用PPP，所产生的大气中二氧化碳浓度方面的影响可能会很小。Ian Castles和David Henderson后来接受此论点，并承认他们认为未来的温室气体排放量被大幅高估是错误的看法。

但即使全球气候变化没受到采用不同工具的影响，有人认为MER和PPP情景之间的排放和所受影响，于区域分布方面会有很大的差异，继而影响到政治辩论：若采用PPP法，其结果是中国和印度在全球排放量中所占比例要小得多。也会影响到不同国家的气候变化脆弱性：采用PPP情景做预测，贫穷国家经济会成长较慢，脆弱性会受到更大的影响。

### 化石燃料可用性

IPCC评估报告撰写者于SRES之中也评估化石燃料于未来能源的潜在可用性。SRES关于化石燃料可用性的假设主要基于研究人员Rogner于1997年所发表的一项研究报告，Rogner采长篇叙述，声称全球有足够的化石燃料资源，即地壳中的碳氢化合物分子在理论上可支持人类历经长期的开采。

IPCC第三次评估报告讨论未来化石燃料的可用性是否会导致未来碳排放受到限制的问题，所得的结论是纵使化石燃料资源有其限度，将不会对21世纪的碳排放产生限制。撰写者对全球常规煤炭储量的估计约为1,000吉吨碳 (Gt，十亿吨)，上限估计在3,500至4,000吉吨之间。相较之下，截至2100年，SRES B1情景的累积二氧化碳碳排放量约为1,000吉吨，SRES A1FI情景的累积碳排放量约为2,000吉吨。

但据估计，目前已探明的常规石油和天然气储量中的碳远低于导致大气中二氧化碳浓度稳定在450ppm或更高水平相关的累积碳排放量。第三次评估报告提出往后世界能源结构的组成将决定21世纪温室气体浓度是否可维持稳定。未来的能源结构或可能更多依赖非常规石油和天然气（例如油砂、页岩油、致密油、页岩气）的开采，或是更多依赖非化石能源（如再生能源）的使用。SRES展望中对将化石燃料作为一次能源总产量的设定，包含有从B1系列的较2010年仅增长50%，到A1系列的增长达到400%以上。

#### 批评

直接引用研究人员Wang等人研究报告的文字摘要如下：

气候预测是根据排放情景的假设而作。IPCC和主流气候科学家使用的排放情景很大程度上源自对化石燃料的需求估计，我们认为可能因未充分考虑到这些燃料的枯竭可能性，会导致排放会受到限制。

这个老问题长期以来一直受到批评，因为对化石燃料的可用性和未来生产的许多假设，往好的来说是属于乐观，往坏的说则是难以置信。SRES和RCP两种情景因偏向"夸大资源可用性"和"对化石燃料的未来产量拥有不切实际的预期"而受到批评。能源不能被视为经济/气候模型中不会枯竭的输入，而与供应在物理和物流上的现实脱节。

最近针对气候变化情景有关化石能源前景的统合分析，甚至有"回归煤炭假说"的理论出现，原因为大多数主流气候情景都预见到未来世界煤炭产量将会大幅增加。研究人员Patzek和Croft的研究报告 (2010年, 第3113页) 对未来煤炭产量和碳排放量进行预测，在他们的评估中，除最低排放的SRES情景外，所有其他情景都预测未来煤炭产量和二氧化碳排放量会过高（Patzek和Croft研究报告，第3113-3114页）。其他的长期煤炭预测也得到类似的结果。

在一篇讨论论文中，研究人员Aleklett表达的看法（2007年，第17页）是SRES对2020年至2100年期间的预测"绝对不现实"。报告所提出的分析，认为源自石油和天然气的排放量会低于所有SRES预测，源自煤炭的排放量会远低于大多数SRES预测（同一报告中第2页）。

### 英国专责委员会报告

英国国会上议院经济事务专责委员会于2005年制作一份关于气候变化经济学报告。报告收集对SRES的批评作为证据。提供证据的人包括对SRES情景的批评者澳大利亚统计学家Ian Castles博士以及SRES的共同编辑Nebojsa Nakicenovic教授。IPCC评估报告撰写者之一 - 剑桥大学教授Chris Hope博士对SRES A2情景提出批评，A2情景是SRES中较高的排放情景之一。Chris Hope使用A2情景中的两个版本评估并比较气候变化造成的边际经济损害。在其中一个版本，排放量与IPCC的预测一致。而在另一个版本，Chris Hope所得结果较IPCC的预期排放量减少一半（即为原始A2情景预测的50%）。在他的综合评估模型中，这两个版本的A2情景得到几乎相同的边际经济损害结果（向大气中排放一公吨二氧化碳的经反算而得的现值）。Chris Hope根据这项发现，而认为目前的气候政策对于人们是否接受将来较高SRES排放情景的有效性并不敏感。

IPCC评估报告作者之一理查德·托尔教授对SRES情景的优点和缺点提出批评。在他看来，SRES A2情景是迄今为止最符合现实的。英国政府部门中的环境食品与乡村事务部和财政部认为Ian Castles和David Henderson对SRES情景的批评并没有削弱人们对气候变化采取行动的理由。这两个部会也评论说，除非采取有效行动以遏制排放成长，否则如国际能源署等其他机构也同样会预计未来温室气体排放量将会持续上升。

### 与"无政策"情景的比较

研究人员韦伯斯特等人（Webster et al.，2008年）在麻省理工学院全球变化科学与政策联合计划所发表的一份报告中，将SRES情景与他们自己拟出的"无政策"情景进行比较。这批研究人员提出的无政策情景假设，是未来世界不会采取任何限制温室气体排放的措施，结果是大多数SRES情景结果都会高出无政策情景的90%几率范围（Webster et al.报告，第1页）。大多数SRES情景与对应进行稳定大气中温室气体浓度工作产生一致的结果。韦伯斯特等人（报告第54页）指出，设定SRES情景的目的已涵盖业经发表科学文献中未来排放量的大部分范围。文献中许多此类的情景都包含该努力稳定未来大气中温室气体的浓度。

## 发布SRES之后提出的预测

IPCC第四次评估报告中对已发表排放情景的文献进行评估。在SRES发布之后再发布的排放情景，与SRES设定的范围相同。第四次评估报告指出，SRES之后发布的情景预测对某些排放驱动因素使用较低的数值，特别是人口预测。但在纳入新的人口预测，及其他驱动因素（如经济成长等变化），对整体排放量几乎无甚影响。

## 演进

IPCC在2014年发布的第五次评估报告中，采用代表性浓度路径（RCP）模型以取代SRES情景预测。

## 参见

- SRES scenarios on IPCC Server as Excel Spreadsheet
- 全球气候模式

## 外部链接

- Report website
- Terms of reference
- "What is an emission scenario?" by Jean-Marc Jancovici