碳预算中，有关1.5度大约可以排多少千兆吨二氧化碳的计算问题

嗨，爱思考的PZer你好：

“For every 1,000 GtCO2 emitted by human activity, global surface temperature rises by 0.45°C (best estimate, with a likely range from 0.27 to 0.63°C)”的意思是：人类活动每排放1000GtCO2（十亿吨二氧化碳），全球表面温度将上升0.45°C（最佳估计值，可能范围为0.27至0.63°C）。这是一个基于科学研究和模型的估计，用于描述碳排放对全球温度的影响。该估计值考虑了一系列因素，包括温室气体的辐射特性、大气环流、海洋热容量等。然而，实际的温度上升可能会受到许多其他因素的影响，如气溶胶的排放、自然气候变异性。因此，这只是一个大致的估计。

而剩余碳预算（RCB）是指在将全球变暖限制在特定温度以内的情况下，人类仍然可以排放的二氧化碳估算量，通常用于评估针对《巴黎协定》目标的行动进展。“The best estimates of the remaining carbon budgets from the beginning of 2020 are 500 GtCO2 for a 50% likelihood of limiting global warming to 1.5°C and 1,150 GtCO2 for a 67% likelihood of limiting warming to 2°C”的意思是：从2020年初开始，对于将全球变暖限制在1.5°C以内的可能性为50%的情况，剩余碳预算的最佳估计为500GtCO2；对于将全球变暖限制在2°C以内的可能性为67%的情况，剩余碳预算的最佳估计为1150GtCO2。（因为将升温幅度控制在）这意味着如果要实现将全球变暖限制在1.5°C或2°C的目标，分别需要将碳排放控制在500GtCO2和1150GtCO2以内。这两个估计值是基于对气候变化的科学研究和模型预测得出的。

上述关于每排放1000GtCO₂全球表面温度上升幅度以及不同温度目标下剩余碳预算的结果，主要是IPCC发布的，并通过以下几种方法和相关研究得到的：

1.气候模型模拟

- 全球气候模型（GCMs）：科学家使用复杂的全球气候模型，这些模型基于物理、化学和生物学原理，将地球的大气、海洋、陆地和冰雪等各个圈层进行数学建模。通过输入各种参数，如温室气体浓度、太阳辐射、土地利用变化等，模拟地球气候系统的演变，从而得出二氧化碳排放与温度上升之间的关系以及不同碳排放量下的全球温度变化情况。

- 地球系统模型（ESMs）：在GCMs基础上进一步发展的地球系统模型，除了考虑大气、海洋等因素外，还包括了生物地球化学循环等过程，能更全面地模拟地球系统对二氧化碳排放的响应，更准确地估算碳预算和温度变化关系。

2.历史数据观测与分析

- 气温观测数据：通过全球范围内长期的气象观测站网络，以及卫星遥感等手段，获取历史上不同时期的全球平均气温数据。分析这些数据随时间的变化趋势，以及与同时期二氧化碳排放量等因素的相关性，为建立二氧化碳排放与温度上升的关系提供实际观测依据。

- 碳循环数据：对全球碳循环的各个环节进行观测和研究，包括大气中二氧化碳浓度的监测、海洋和陆地生态系统对碳的吸收和释放等数据。了解碳在地球各圈层之间的流动和转化情况，有助于准确估算人类活动排放的二氧化碳在大气中的累积量，以及对全球温度的影响。

3.基于物理原理的计算

- 辐射强迫理论：根据辐射强迫的概念，二氧化碳等温室气体浓度的增加会改变地球大气系统的辐射平衡，导致地球吸收和发射的能量发生变化，进而引起温度上升。通过计算二氧化碳浓度变化所产生的辐射强迫，结合气候系统的热惯性等物理特性，来估算温度的变化幅度。

- 气候敏感度分析：确定气候敏感度，即大气中二氧化碳浓度加倍后全球平均温度的稳定变化值。通过对过去气候变化的研究、古气候数据的分析以及模型模拟等多种方法，来估计气候敏感度的范围，从而根据当前二氧化碳排放量和浓度变化，推算未来可能的温度上升情况和相应的碳预算。

4.统计分析与不确定性评估

- 统计学方法：运用统计学中的回归分析、相关性分析等方法，对大量的观测数据和模型模拟结果进行处理，找出二氧化碳排放与温度上升之间的统计关系，并确定这种关系的可靠性和不确定性范围。

- 集合模拟与不确定性量化：通过进行大量的模型集合模拟，即使用多个不同的气候模型或同一模型的不同参数设置，来模拟二氧化碳排放与温度变化的关系。对这些模拟结果进行统计分析，得到温度上升和碳预算的概率分布，从而给出不同概率下的碳预算估计值，如50%、67%概率下限制全球变暖到1.5°C和2°C的剩余碳预算。

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