清華新聞網(wǎng)3月14日電 受全球變暖影響，極端熱浪事件呈現(xiàn)頻發(fā)、廣發(fā)和強(qiáng)發(fā)趨勢(shì)，嚴(yán)重影響人類(lèi)健康和生產(chǎn)力。勞動(dòng)者在高溫環(huán)境下的出勤率和工作效率將會(huì)受到影響，降低其有效工作時(shí)長(zhǎng)和生產(chǎn)率。隨著全球價(jià)值鏈的協(xié)作日益緊密，受極端熱浪事件影響地區(qū)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)損失將通過(guò)供應(yīng)鏈擴(kuò)散到其他經(jīng)濟(jì)體，進(jìn)而影響全球能源供應(yīng)、產(chǎn)品生產(chǎn)及糧食安全。人力資本是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵要素。因此，研究并量化氣候變化背景下極端熱浪事件通過(guò)影響勞動(dòng)力及產(chǎn)業(yè)鏈而導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失，對(duì)于健康福祉、體面工作、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、消除貧困等多重可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)具有重大意義。
近日，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地學(xué)系”）關(guān)大博教授團(tuán)隊(duì)突破地球系統(tǒng)模式與社會(huì)經(jīng)濟(jì)耦合的壁壘，通過(guò)構(gòu)建“氣候-健康-經(jīng)濟(jì)”子系統(tǒng)有機(jī)連接的交叉學(xué)科災(zāi)害足跡模型，在網(wǎng)格尺度對(duì)氣候變化下的全球熱浪健康風(fēng)險(xiǎn)及經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了評(píng)估。研究團(tuán)隊(duì)集成14組第六次國(guó)際耦合模式比較計(jì)劃（CMIP6）氣候情景數(shù)據(jù)集，量化了在未來(lái)不同共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑（Shared Socioeconomic Pathways, SSP）下因氣候變暖造成的生命健康損失（極端熱浪導(dǎo)致的超額死亡人數(shù)的統(tǒng)計(jì)生命價(jià)值）、勞動(dòng)生產(chǎn)率損失（高溫暴露導(dǎo)致的勞動(dòng)時(shí)間和生產(chǎn)力損失）和價(jià)值鏈中斷損失（供給或需求失衡導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯造成的損失）。研究通過(guò)深入剖析氣候變化對(duì)全球價(jià)值鏈的影響機(jī)理，精準(zhǔn)識(shí)別并重點(diǎn)分析了脆弱國(guó)家和關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的氣候風(fēng)險(xiǎn)，為我國(guó)開(kāi)展氣候適應(yīng)和風(fēng)險(xiǎn)防控提供了決策參考，也為全球開(kāi)展靶向性、協(xié)同性氣候治理提供了科學(xué)依據(jù)。
研究從勞動(dòng)健康、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈等多重角度揭示了氣候變暖經(jīng)濟(jì)成本將呈現(xiàn)指數(shù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。在氣候變化背景下，全球每年與熱浪相關(guān)的GDP損失將從2030—2040年的0.3%~1.7%增長(zhǎng)至2050—2060年的0.6%~4.6%（取決于不同的SSP路徑），包括生命健康損失（37%~45%）、勞動(dòng)生產(chǎn)率損失（18%~37%）和間接損失（12%~43%）。熱帶地區(qū)中小型發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體的經(jīng)濟(jì)損失最為嚴(yán)重，非洲中南部的生命健康損失高于全球均值2.1至4.0倍，西非和東南亞的勞動(dòng)生產(chǎn)率損失高于全球均值2.0至3.3倍。而供應(yīng)鏈中斷的影響則更為廣泛，對(duì)中國(guó)和美國(guó)等制造業(yè)大國(guó)的沖擊顯著，導(dǎo)致其經(jīng)濟(jì)損失分別上升約2.7%和1.8%。
圖1. 地球系統(tǒng)模式（氣候模式）與社會(huì)經(jīng)濟(jì)模式耦合機(jī)理框架
由于氣候環(huán)境、人口動(dòng)態(tài)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和國(guó)際貿(mào)易格局等多重因素的復(fù)雜影響，各區(qū)域的氣候經(jīng)濟(jì)損失敏感性存在顯著差異，且在SSP119至SSP585路徑下均呈現(xiàn)“非平行增長(zhǎng)”的特征，即大部分迅速上升的經(jīng)濟(jì)損失將由發(fā)展中經(jīng)濟(jì)體承擔(dān)。例如，非洲的溫室氣體排放占全球比例不到5%，但包括盧旺達(dá)、贊比亞在內(nèi)的六個(gè)國(guó)家在本世紀(jì)中葉的經(jīng)濟(jì)損失將排在全球前10位。馬拉維和老撾等東非、東南亞國(guó)家對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的損失較為敏感，預(yù)計(jì)GDP損失約為2.7%至4.0%。在健康損失方面，安哥拉和盧旺達(dá)等國(guó)的GDP損失超過(guò)5%。而間接損失在SSP585情景下傳導(dǎo)更為廣泛，對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家都產(chǎn)生顯著影響。其中較為依賴(lài)國(guó)際貿(mào)易的中小型“半邊陲經(jīng)濟(jì)體”（semi-periphery economies）如文萊、委內(nèi)瑞拉、印度尼西亞所受的間接損失較高，占GDP的3.0~4.8%。
圖2.氣候變化情景下全球不同區(qū)域的“非平行”風(fēng)險(xiǎn)暴露。a-c，SSP119情景下健康損失（a），勞動(dòng)生產(chǎn)率損失（b）和間接損失（c）最嚴(yán)重的10個(gè)經(jīng)濟(jì)體。d-f為SSP585情景
為進(jìn)一步剖析全球經(jīng)濟(jì)體的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)損失格局和規(guī)律，研究使用機(jī)器學(xué)習(xí)方法對(duì)全球不同經(jīng)濟(jì)體的部門(mén)尺度經(jīng)濟(jì)損失進(jìn)行了K-means, K-prototype和最大期望（EM algorithm）聚類(lèi)分析。研究發(fā)現(xiàn)，各產(chǎn)業(yè)部門(mén)的經(jīng)濟(jì)損失格局隨著緯度和價(jià)值鏈位置變化呈現(xiàn)“階梯狀”態(tài)勢(shì)。各區(qū)域經(jīng)濟(jì)體可大致分為“低緯高危”“中緯復(fù)合”“中高緯潛在”“高緯溢出”四大類(lèi)型。例如，第一產(chǎn)業(yè)占比較高的亞非發(fā)展中國(guó)家大多屬于“低緯高?！鳖?lèi)型，農(nóng)作物種植、建筑和采礦等部門(mén)直接暴露在室外超高溫和日照環(huán)境下，受到的影響最大。中國(guó)、巴西、印度等國(guó)則屬于“中緯復(fù)合”類(lèi)型。其中中國(guó)采掘業(yè)、鋼鐵行業(yè)和非金屬制造業(yè)不僅位于升溫顯著區(qū)域，且由于從東南亞、非洲和南美洲進(jìn)口大量上游初級(jí)產(chǎn)品，在直接減產(chǎn)和間接溢出復(fù)合沖擊影響下的產(chǎn)業(yè)增加值預(yù)計(jì)損失約4.6%~6.4%。
值得注意的是，極端熱浪的負(fù)面影響往往呈現(xiàn)復(fù)雜、隱蔽特征且在全球供應(yīng)鏈中循環(huán)迭代傳導(dǎo)，在以往研究中難以準(zhǔn)確定量。本研究所開(kāi)發(fā)的氣候?yàn)?zāi)害足跡模型通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈溯源追蹤方法全球揭示了全球極端熱浪導(dǎo)致健康損失的級(jí)聯(lián)效應(yīng)，強(qiáng)調(diào)了全球合作減緩并適應(yīng)氣候變化的必要性。例如，英國(guó)、德國(guó)、瑞典等中高緯歐洲國(guó)家通常被認(rèn)為受氣候變化影響較小，然而在供應(yīng)鏈中多個(gè)節(jié)點(diǎn)（尤其是發(fā)展中國(guó)家）并行沖擊下，電器、機(jī)械設(shè)備、化工產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)將遭受約2%~3%的間接經(jīng)濟(jì)損失。在SSP585情景下，由于從南美、東南亞和非洲進(jìn)口的種植產(chǎn)品（棕櫚油、大豆、咖啡、香料等）減少約5%至8%，德國(guó)飲品和煙草產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失將增加六倍以上，占增加值的2.0%；英國(guó)化工產(chǎn)品、電器制造業(yè)的增加值也將下降約2.5%。因此，從全球價(jià)值鏈視角出發(fā)建立氣候變化損失損害基金，并對(duì)于關(guān)鍵脆弱性節(jié)點(diǎn)的氣候韌性提供針對(duì)性和靶向性的技術(shù)支持，將帶來(lái)全球尺度的正向經(jīng)濟(jì)收益。
圖3.代表性國(guó)家高氣候風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門(mén)
相關(guān)研究成果以“全球價(jià)值鏈放大未來(lái)極端高溫風(fēng)險(xiǎn)的經(jīng)濟(jì)成本”（Global supply chains amplify economic costs of future extreme heat risk）為題，近日發(fā)表于《自然》（Nature）期刊。
清華大學(xué)地學(xué)系2021級(jí)博士生孫藝達(dá)、浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院研究員朱曙鵬、倫敦國(guó)王學(xué)院助理教授王道平為論文共同第一作者，關(guān)大博為論文通訊作者。合作者包括北京師范大學(xué)教授段建平，清華大學(xué)地學(xué)系教授盧麾、蔡聞佳，副教授王勇，南加州大學(xué)博士后尹皓，清華大學(xué)地學(xué)系2020級(jí)博士生譚暢，滑鐵盧大學(xué)博士后張靈蕤，北京理工大學(xué)博士后趙夢(mèng)真，東南大學(xué)講師胡藝馨，以及北京大學(xué)陶澍院士。研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、浙江大學(xué)百人計(jì)劃啟動(dòng)基金等的資助。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07147-z
供稿：地學(xué)系
題圖設(shè)計(jì)：趙存存
編輯：李華山
審核：郭玲
