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介绍

近几十年来，城市化引起的土地利用变化从根本上改变了地球表面的物理特性、能量平衡、水文循环和生物地球化学过程全球暖化的后果，并产生了一系列环境和气候后果。 最近发表在 Nature Communications 上的一篇文章发现，城市化可以通过降低地球的反照率来加剧全球变暖效应，如果不采取适当的缓解措施，2050 年的 100 年平均变暖效应相对于 2018 年的 0.00107 °C。 在全球气候变化背景下，城市化对气候的复杂影响将使未来气候更加难以预测。

研究领域：地球系统科学、城市化、气候变化、全球变暖

王柏珍 | 作者

刘志航 | 审稿人

邓一雪 | 编辑

作文题目：

未来城市化引起的反照率变化导致全球变暖

论文链接：

1.城市化会降低土地反照率，

加剧全球变暖

近几十年来，城市化引起的土地利用和土地覆盖变化 (LULCC) 一直是地球陆地表面最显着的变化之一。 到 2050 年，预计世界 68% 的人口将居住在城市地区，城市土地利用将增长到 1.04-190 万平方公里。 这些变化将从根本上改变地球表面的物理特性，从而改变其能量平衡、水文循环和生物地球化学过程，从而导致一系列环境和气候后果。

城市用地的扩张不仅会改变地表粗糙度、碳过程和湍流热通量，还会通过地表反照率的变化直接改变地球辐射平衡，进而影响局地和全球气候。 因此，尽管城市土地仅占全球土地面积的一小部分，但全球范围内城市土地变化的综合影响不容忽视。 该论文发现，城市土地的反照率比邻近的农田低 0.01-0.02，因此城市化可能通过降低地球的反照率而产生全球变暖效应。

研究人员量化了不同共享社会经济路径 (SSP) 下过去和未来城市化的预测气候影响。 研究人员发现，在三种说明性情景下，城市化会对过去和未来的反照率产生影响，进而加剧变暖效应。 如图1所示，相对于2001年全球暖化的后果，2018年城市化引起的反照率下降导致全球100年年均变暖0.00014°C。 如果不采取适当的减缓措施，在中等排放情景（SSP2-4.5）下，未来 2050 年和 2100 年相对于 2018 年的城市化将产生 100 年平均变暖效应。

图 1. 城市化导致的地表反照率的全球变化。 (a) 2018 年与 2001 年的变化，(b) 2050 年与 2018 年的变化，(c) 2100 年与 2050 年的变化，以及 (d) 显示网格级反照率变化直方图的完整分布。 (b, c) 是 SSP2-4.5 中排放情景下的反照率变化。

更重要的是，具有负反照率变化的格网空间格局与全球农田分布相似，表明大部分城市土地继续由邻近的农田转化而来，尤其是在温带地区，但在一些海拔较高的地区也有大量的北部地区的森林损失降低了反照率，例如亚马逊森林。

图 2. 在 SSP2 情景下，每 1° 网格中转换为最大城市土地面积的土地覆盖类型。 (a) 2018 年与 2001 年相比； (b) 2050 年与 2018 年的比较； (c) 2100 年与 2050 年的对比。

2、复杂的非线性气候剧烈变化，

黑天鹅在前

迄今为止，大多数研究注意力都集中在量化碳过程对全球变暖的影响，而对土地利用变化引起的相关气候影响知之甚少。 城市化对气候的影响是复杂的，因为其他生物、地球物理和生化过程与反照率变化的影响耦合在一起，使得这一因素的影响更难预测，例如，在区域和全球范围内，城市化可以减少陆地净初级生产导致土壤碳释放到大气中，这反过来又加剧了全球变暖。 因此，随着研究的深入，我们会发现以往的预测可能与未来社会经济发展以及区域和全球城市规划政策所决定的城市发展实际路径存在较大差异。

因此，在人类社会和地球系统发生非线性剧烈变化的今天，所有的冲突和战争、病毒瘟疫、极端天气事件，看似合情合理，却又出乎意料，因为人类似乎对如何应对这种复杂局面毫无准备. 在充满不确定性的世界里，我们都知道黑天鹅就在前方。

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