极端火灾天气对减排二氧化碳的反应及背后原因

野火是最具破坏性的自然灾害之一，近年来在气候变化的驱动下，其发生频率和强度不断增加。尽管人类活动和土地利用等因素导致全球烧毁面积有所减少，但气候引发的火灾有利条件（如高温、低湿度、少降水和强风）却日益增多，使得气候归因的烧毁面积在近几十年呈上升趋势。以往研究显示，将全球变暖控制在工业化前水平以上2°C以内，能比升温超过3°C的情景显著降低火灾天气危险，因此减缓全球变暖对预防火灾危险加剧至关重要。

为有效限制全球变暖至2°C（最好1.5°C），不仅需要减少CO₂排放，还需主动从大气中清除CO₂。然而，目前对于净零排放（ZeroE）和净负排放（NegE）情景下极端火灾天气的响应及其机制的研究较为缺乏。本研究利用社区地球系统模型（CESM2），模拟分析了这两种情景下平均和极端火灾天气的变化，采用火灾天气指数（FWI）作为评估指标，该指数能有效反映全球热带和温带地区的实际火灾危险。

研究结果显示，当前气候下（2001-2031年），澳大利亚、撒哈拉以南非洲、南美洲部分地区的FWI值高达50-80，属于极端火灾危险区域；中亚、美国西部等地区FWI值为30-50，火灾危险较高。随着CO₂浓度上升至峰值，全球平均FWI显著增加；在NegE情景下，当CO₂浓度降至2000年代水平时，FWI接近当前水平（仅比当前增加0.3）；而在ZeroE情景下，即使实现净零排放，全球平均FWI仍比当前高1.8，火灾危险持续升高。

极端火灾天气方面，NegE情景能显著缓解极端火灾天数（FWI95d）和强度（FWImax）的增加：相比CO₂峰值期，极端天数减少70%以上，强度恢复至当前水平；而ZeroE情景下，极端天数仅缓解15%，强度几乎未降低。区域差异明显：ZeroE情景下，北半球低纬度地区（如撒哈拉以南非洲、印度、中美洲）的火灾危险甚至超过CO₂峰值期，这是由于大西洋经向翻转环流（AMOC）减弱和热带辐合带（ITCZ）南移导致大气 moisture 供应减少，使得这些地区更加干燥；而NegE情景通过降低温度和增加湿度，有效缓解了这些高风险区域的火灾危险。

机制分析表明，温度和相对湿度是影响火灾天气的主要气象因素。ZeroE情景下，南大洋的强热惯性和AMOC恢复延迟导致ITCZ持续南移，使北半球热带地区降水减少、湿度降低，加剧火灾危险；而NegE情景能逆转这些气候系统的滞后响应，从而减轻火灾危险。

综上，仅实现净零排放不足以解决全球野火挑战，尤其是在北半球低纬度地区。积极的CO₂清除策略（净负排放）对于有效缓解火灾天气危险至关重要。