耦合自然-社会模型：更全面量化中国实现碳中和目标中的系统间相互作用

Jim

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灾害天气科学与技术全重实验室   2025年09月05日

由中国气象科学研究院张小曳院士碳中和专项联合清华大学能源环境与经济研究所张希良教授、滕飞教授、王天鹏、中国气象局地球系统数值预报中心等多位学者的研究团队，在Environmental Research Letters期刊上发表了题为 Coupling natural-social models can better quantify the interactions in achieving carbon neutrality in China 的研究成果，可为科学规划我国碳中和路径提供理论支撑和决策参考。

论文链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/ada8c3

科学规划我国的碳中和实现路径要求更全面的自然与社会系统协同评估。本研究首次构建了自然-社会系统耦合框架，将清华大学的中国能源经济模型（C-GEM）与中国气象局的地球系统模式（BCC-ESM1）相结合，模拟温室气体排放对地球系统的影响及其双向反馈机制。研究通过气候影响评估模块，将气候变量（如温度、降水、湿度）与经济变量（如农业产量、劳动生产率、能源需求）联系起来，提供了关于中国碳中和路径的新视角。

自然-社会耦合系统表明，温室气体排放对地球系统的影响将反馈回社会经济系统，形成系统间相互作用机制。在碳中和目标下，气候变化对社会经济系统的负面影响不可忽视。研究表明：预计到本世纪末，国内生产总值（GDP）因气候变化产生损失将达到1.5万亿美元，受影响最严重的领域包括农作物产量、劳动生产效率下降及沿海土地资产损失等。同时，由于国内用电需求因高温天数增加而显著上升，碳中和目标下减排压力大幅增长，本世纪末的碳价将因气候变化上涨20%左右。因此，仅依赖减排措施无法充分应对气候变化的影响，需加强适应性政策规划，尤其是在农业和建筑等易受气候影响的关键领域。此外，研究还建议将自然-社会反馈机制纳入政策设计，加强国际合作，共同实现全球碳中和目标。

图 C-GEM模型与BCC-ESM1模型耦合框架

论文作者包括王天鹏（第一作者）、路屹雄、滕飞（通讯作者）、张希良（通讯作者）、张小曳（通讯作者）、魏敏、吴统文、王德英、 孙婧、仲峻霆。

该研究得到国家自然科学基金碳中和专项“面向我国碳中和最优路径实现的自然-社会系统多尺度相互作用模式耦合、数据监测支持和决策支撑研究的顶层设计”(42341202)的资助。