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)和強發(fā)趨勢，嚴重影響人類健康和生產(chǎn)力。勞動者在高溫環(huán)境下的出勤率和工作效率將會受到影響，降低其有效工作時長和生產(chǎn)率。隨著全球價值鏈的協(xié)作日益緊密，受極端熱浪事件影響地區(qū)產(chǎn)生的經(jīng)濟損失將通過供應(yīng)鏈擴散到其他經(jīng)濟體，進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影響勞動力及產(chǎn)業(yè)鏈而導(dǎo)致的經(jīng)濟損失，對于健康福祉、體面工作、經(jīng)濟增長、消除貧困等多重可持續(xù)發(fā)展目標的實現(xiàn)具有重大意義。
近日，清華大學(xué)地球系統(tǒng)科學(xué)系（以下簡稱“地學(xué)系”）關(guān)大博教授團隊突破地球系統(tǒng)模式與社會經(jīng)濟耦合的壁壘，通過構(gòu)建“氣候-健康-經(jīng)濟”子系統(tǒng)有機連接的交叉學(xué)科災(zāi)害足跡模型，在網(wǎng)格尺度對氣候變化下的全球熱浪健康風險及經(jīng)濟損失進行了評估。研究團隊集成14組第六次國際耦合模式比較計劃（CMIP6）氣候情景數(shù)據(jù)集，量化了在未來不同共享社會經(jīng)濟發(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)計生命價值）、勞動生產(chǎn)率損失（高溫暴露導(dǎo)致的勞動時間和生產(chǎn)力損失）和價值鏈中斷損失（供給或需求失衡導(dǎo)致的生產(chǎn)停滯造成的損失）。研究通過深入剖析氣候變化對全球價值鏈的影響機理，精準識別并重點分析了脆弱國家和關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)的氣候風險，為我國開展氣候適應(yīng)和風險防控提供了決策參考，也為全球開展靶向性、協(xié)同性氣候治理提供了科學(xué)依據(jù)。
研究從勞動健康、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈等多重角度揭示了氣候變暖經(jīng)濟成本將呈現(xiàn)指數(shù)增長的趨勢。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)濟體的經(jīng)濟損失最為嚴重，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，對中國和美國等制造業(yè)大國的沖擊顯著，導(dǎo)致其經(jīng)濟損失分別上升約2.7%和1.8%。
圖1. 地球系統(tǒng)模式（氣候模式）與社會經(jīng)濟模式耦合機理框架
由于氣候環(huán)境、人口動態(tài)、產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和國際貿(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”的特征，即大部分迅速上升的經(jīng)濟損失將由發(fā)展中經(jīng)濟體承擔。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、贊比亞在內(nèi)的六個國家在本世紀中葉的經(jīng)濟損失將排在全球前10位。馬拉維和老撾等東非、東南亞國家對勞動生產(chǎn)率的損失較為敏感，預(yù)計GDP損失約為2.7%至4.0%。在健康損失方面，安哥拉和盧旺達等國的GDP損失超過5%。而間接損失在SSP585情景下傳導(dǎo)更為廣泛，對發(fā)達國家和發(fā)展中國家都產(chǎn)生顯著影響。其中較為依賴國際貿(mào)易的中小型“半邊陲經(jīng)濟體”（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”風險暴露。a-c，SSP119情景下健康損失（a），勞動生產(chǎn)率損失（b）和間接損失（c）最嚴重的10個經(jīng)濟體。d-f為SSP585情景
為進一步剖析全球經(jīng)濟體的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)損失格局和規(guī)律，研究使用機器學(xué)習方法對全球不同經(jīng)濟體的部門尺度經(jīng)濟損失進行了K-means, K-prototype和最大期望（EM algorithm）聚類分析。研究發(fā)現(xiàn)，各產(chǎn)業(yè)部門的經(jīng)濟損失格局隨著緯度和價值鏈位置變化呈現(xiàn)“階梯狀”態(tài)勢。各區(qū)域經(jīng)濟體可大致分為“低緯高危”“中緯復(fù)合”“中高緯潛在”“高緯溢出”四大類型。例如，第一產(chǎn)業(yè)占比較高的亞非發(fā)展中國家大多屬于“低緯高危”類型，農(nóng)作物種植、建筑和采礦等部門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、巴西、印度等國則屬于“中緯復(fù)合”類型。其中中國采掘業(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、非洲和南美洲進口大量上游初級產(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)計損失約4.6%~6.4%。
值得注意的是，極端熱浪的負面影響往往呈現(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確定量。本研究所開發(fā)的氣候災(zāi)害足跡模型通過產(chǎn)業(yè)鏈溯源追蹤方法全球揭示了全球極端熱浪導(dǎo)致健康損失的級聯(lián)效應(yīng)，強調(diào)了全球合作減緩并適應(yīng)氣候變化的必要性。例如，英國、德國、瑞典等中高緯歐洲國家通常被認為受氣候變化影響較小，然而在供應(yīng)鏈中多個節(jié)點（尤其是發(fā)展中國家）并行沖擊下，電器、機械設(shè)備、化工產(chǎn)品等產(chǎn)業(yè)將遭受約2%~3%的間接經(jīng)濟損失。在SSP585情景下，由于從南美、東南亞和非洲進口的種植產(chǎn)品（棕櫚油、大豆、咖啡、香料等）減少約5%至8%，德國飲品和煙草產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟損失將增加六倍以上，占增加值的2.0%；英國化工產(chǎn)品、電器制造業(yè)的增加值也將下降約2.5%。因此，從全球價值鏈視角出發(fā)建立氣候變化損失損害基金，并對于關(guān)鍵脆弱性節(jié)點的氣候韌性提供針對性和靶向性的技術(shù)支持，將帶來全球尺度的正向經(jīng)濟收益。
圖3.代表性國家高氣候風險的關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)部門
相關(guān)研究成果以“全球價值鏈放大未來極端高溫風險的經(jīng)濟成本”（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級博士生孫藝達、浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院研究員朱曙鵬、倫敦國王學(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。研究得到國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃項目、浙江大學(xué)百人計劃啟動基金等的資助。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07147-z
供稿：地學(xué)系
題圖設(shè)計：趙存存
編輯：李華山
審核：郭玲
