C 评估人类宜居性和迁移

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        气候引起的搬迁C---评估人类宜居性和迁移

拉德利 M.霍顿1 ,亚历克斯·德·谢尔比宁2 ,大卫·拉索尔3 ,

迈克尔·奥本海默4

科学 2021 年 6 月 18 日：

卷。372，第 6548 期，第 1279-1283 页

宜居性丧失越来越被认为是气候风险评估的一个重要方面，并且与移民有着复杂的联系。大多数宜居性评估，如更普遍的气候风险评估，都是基于“自上而下”的方法，在全球和区域范围内使用统一的方法论和可概括的假设应用定量模型，将物理科学置于社会科学之上——对当地脆弱性和适应性的知情理解容量。许多评估都集中在单一的气候危害阈值上（例如永久性洪水或 100 年一遇的洪水），并且一个子集暗示外迁可能是少数可行的适应反应之一（1）。这种气候决定论可能会最大限度地减少人类机构寻找创造性的、适合当地的解决方案的潜力。尽管自上而下的建模可以在确定宜居性下降和潜在外迁的潜在未来“热点”方面发挥有用的作用，但只有通过整合与基于地点的物理系统和社会环境相关的“自下而上”的见解，包括潜在的适应性反应，我们是否会达成更细致入微的理解。这一综合框架将鼓励制定政策，确定跨不同地域和群体的最可行和可操作的本地适应选项，而不是确定性和一刀切的选项，并鼓励二元“迁移与否”决策。

定义和评估宜居性

我们将宜居性定义为支持健康的人类生活、生产性生计和可持续代际发展的特定环境中的环境条件。气候变化可能会破坏以下一个或多个相关的、相互作用的宜居性维度：人类基本生存 ( 2 )、生计安全 ( 3 ) 和社会管理环境风险的能力 ( 4 )。快速的气候变化和偏离历史变化斜率范围会增加风险，尤其是在与非气候压力因素相结合时。在这种情况下，无论是被迫的还是自愿的，在不断变化的人口迁移流动中，对宜居性的威胁可能是显而易见的 ( 5 )。

大多数宜居性评估依赖于自上而下模型的输出。这种方法有利于系统级预测，产生具有全球可比性的定量输出，例如假设或基于经验的单一物理危害阈值。最近的许多工作反映了长期、高分辨率历史气候数据的混合（如果有），结合大量全球气候模型的预测，这些模型由代表温室气体浓度轨迹的多个代表性浓度路径（RCP）驱动。另一个关键要素是包含极端事件，通常表示为发生频率或与给定重复周期相关的幅度。反过来，自上而下的人口和经济模型，这些构成了预测全球社会经济轨迹的共享社会经济路径 (SSP) 的基础，提供了未来人口和发展的图景，也可以为处于风险中的人和资产的预测提供信息。气候预测还可以推动部门影响评估——例如，通过扩展气候变化率与受影响部门之间的历史统计关系来进行实证评估。更常见的是，标准化气候模拟的预测推动了动态模拟关键特征（例如作物生长）的部门影响模型。自上而下的移民模型使用跨区域部门影响的相对变化以及其他信息作为预测未来人口流动的手段。因此，这些模型预测了对不同条件可能导致外迁的地区的宜居性变化的反应，

自上而下方法的标准化性质有助于进行比较——例如，比较最有可能跨越与气候危害相关的宜居阈值的地区，以及何时。自上而下的视角还可以揭示全球系统的大规模趋势和相互关联的特征。但是，有几个限制。首先，地方和区域地球物理和特定部门的因素可能会在全球分析遗漏的范围内推动灾害和风险。其次，较少建模的、特定于地方的人口特征，例如健康和社会经济地位，会影响暴露和脆弱性。第三，适应选择和活动植根于历史背景和文化特定的个人和社区价值观和目标，不能轻易纳入模型。第四，高影响结果——例如，相关的6）。例如，远距离远程连接的气候现象可能导致主要粮食产区的“粮仓”故障和价格冲击，从而严重降低远离气候压力地区的脆弱人群的粮食安全。

幸运的是，自上而下的方法越来越多地与自下而上的方法结合使用，这些方法提供了有助于应对这些挑战的特殊性。可以设计复杂自适应系统的自下而上的概念和/或计算建模来模拟随着时间的推移失去可居住性的局部体验。在上面的“粮仓”案例中，本地响应模型可以与设定边界条件的全球国际食品贸易模型配对。例如，基于代理的模型 (ABM) 使用经过经验校准的代理建立模拟，以对不断变化的环境条件做出行为响应：资产和谋生机会的损失、对生命的威胁以及不断变化的社会网络结构。可以在本地数据上训练建模，以比全局模型更高的空间和时间分辨率理解和预测重要的反馈。可以校准 ABM 以检查一系列个体行为者偏好并测试本地决策的影响，以合理地描述包括迁移在内的适应选项之间的权衡。7）。作为另一个自下而上的例子，定性信息可以与包括主题专家在内的不同利益相关者共同制作，以探索自上而下方法会遗漏的高影响场景和本地解决方案。当然，自下而上的方法也有其局限性。例如，它们的特殊性使得难以跨地域和群体进行比较，并且个人的方法论决定可能显得武断。此外，诸如 ABM 之类的自下而上的计算模型仍然受到缺乏用于校准模型参数的经验数据的限制。

气候危害和宜居性

在这里，我们探讨了两个气候灾害示例的宜居性挑战，展示了自上而下方法的优势和局限性，以及自下而上的观点如何导致不同的政策相关见解。

海平面上升和极端海平面事件

近年来，评估的复杂性和细微差别越来越大。全球评估通过考虑范围广泛的海平面变化组成部分补充了气候模型的输出，包括例如专家启发作为估计低概率、高后果结果的一种手段（8）。高空间分辨率数字高程模型以及对社会相关指标频率和强度变化的考虑，例如沿海高水位的重现间隔和极值，已被整合到全球产品中。利用上述许多进展，Kulp 和 Strauss 估计，在人口不变的情况下，每年暴露于沿海洪水的人数可能会从今天的 2.5 亿增加到 2100 年，中间情景下的 3.1 亿至 4.2 亿增加到 3.8 亿至 630万高端场景下（1）。其他研究包括风暴的变化、人口密度和沉降之间的超局部正相关、与 SSP-RCP 组合一致的人口预测以及处于风险中的资产。

其他改进侧重于特定的沿海位置，以牺牲全球信息为代价增加了关键背景。例如，斯托拉齐等人。围绕两个指标对环礁的临界点风险进行评估——威胁基础设施的年度泛滥事件和地下水的盐渍化——这些指标与环礁特别相关，因为它们的面积小、海拔高度一致且相对孤立，并发现宜居性受到威胁到 21 世纪中叶，在大多数环礁岛上，远比基于永久性淹没的研究所表明的要早得多（9）。一些地方研究包括沿海水域和邻近地貌之间的动态相互作用。其他地方和区域研究使用跨越多种气候、RCP 和 SSP 情景的经验校准的基于代理的生计决策模型，考虑了人类脆弱性的社会维度以及原地适应 ( 7 )。

宜居性的三个维度说明了为什么不能以自上而下的方式确定单一的沿海洪水指标阈值。对于直接生存性维度，关键因素包括未来的洪水控制、疏散的可行性以及单个风暴的随机性。例如，在生计方面，盐水入侵可以使专业水产养殖等某些部门受益，尽管它损害了大多数部门和人民。对于社会复原力维度，诸如不平等程度、治理和社会网络的强度以及基础设施质量等大规模因素将至关重要。随着海平面上升和沿海洪水变得更加普遍，社会、经济、随着风险认知和长期经济可行性的转变，某些地方的政治因素和政治因素将共同导致突然丧失宜居性，这比永久性洪水等基于物理灾害的阈值所表明的要早得多。例如，保险费的增加可能对资产价值和税收产生负面影响，导致基础设施和服务恶化。仅根据自上而下的模型无法预测这种越过阈值的时间。在某些情况下，冲击可能导致快速学习、调整和原地适应，至少是暂时的。仅根据自上而下的模型无法预测这种越过阈值的时间。在某些情况下，冲击可能导致快速学习、调整和原地适应，至少是暂时的。仅根据自上而下的模型无法预测这种越过阈值的时间。在某些情况下，冲击可能导致快速学习、调整和原地适应，至少是暂时的。

经常超过 2100 年历史上罕见的气候阈值在高排放情景 RCP8.5 下，在大多数沿海地区，历史上定义为 100 年一遇的极端海平面事件的频率预计从每年一次到每年 10 次以上不等。仅海平面上升。仅显示历史事件数据可用的点位置。还描述了到 2100 年在高排放情景中每年超过 33°C 湿球温度 (WBGT) 的预计天数。在风和太阳辐射的标准假设下，33°C 的 WBGT 对应于大约 31.5°C 的湿球温度。[海平面数据来自( 8 )中的图4.12 ；WBGT 数据来自 ( 12 ) 中的图 3。]图片：N. DESAI/ SCIENCE基于 HORTON ETAL。

极热

大多数对未来热危害的评估只考虑了温度，尽管最近的努力越来越多地采用复合事件框架——例如，考虑同时发生的高温和高湿极端情况如何调节对宜居性的威胁。湿热对人体健康和进行户外活动的能力尤其有害。Sherwood 和 Huber 将 35°C 的湿球温度描述为阈值，高于该阈值人类无法生存超过大约 6 小时，因为生理和热力学限制了通过排汗降温的能力 ( 2 )。基于模型的研究预测，在高排放情景下，波斯湾和南亚可能会在 21 世纪下半叶跨越这一门槛（10）。然而，一项更精细的研究发现，在人口众多的城市中，这个门槛已经被多次短暂跨越。

尽管极端湿热的生存能力存在绝对宜居性阈值，但有些人会在低得多的湿球温度下失去调节体温的能力。老年人、患有慢性疾病的人和从事剧烈活动的人的死亡率远低于 35°C 的湿球阈值。在生计方面，在全球变暖比工业化前水平高约 3.5°C 时，de Lima等人。项目认为，在撒哈拉以南非洲和东南亚，湿热的增加可能会使农业劳动生产率降低 30% 至 50%，导致农业部门的影响比直接温度和 CO 2对作物的影响更大（11）。然而，空调和其他适应措施将使——事实上，已经使——一些人能够继续生活在超过 35°C 阈值的地方。这种结果增加了不平等，因为那些别无选择只能在户外工作或无法获得负担得起的空调的人将被迫迁移。即使对于那些有空调的人来说，宜居性的第三个维度——社会管理环境风险的能力——也将以不可预见的方式进行测试，因为空调不会失效至关重要。

海平面上升和极端湿热远非文献中评估的潜在宜居阈值的唯一气候危害。例如，预计平均降水量和温度变化引起的地表水分通量变化将对旱地农业、森林火灾状况以及雪和冰川水库下游的可用水量产生重大影响。这些和其他危害和影响可能会在不同尺度上重叠和相互作用，以复杂的方式影响宜居性，例如潜在地增加冲突风险。

到本世纪末，在海平面上升和变暖的高排放情景下，当今罕见的极端海平面和湿热事件将高频率发生的区域如图（8 , 12）所示。这两个指标分别对应于当前 100 年一遇的极端海平面事件和 33°C 的湿球球温度，是自上而下方法的象征。因此，它们代表了参与上述自下而上的见解的重要切入点，作为迈向更细微的可居住性和迁移评估的一步。

将宜居性与气候迁移联系起来

迁移可能是由于生存威胁、生计中断或集体适应能力崩溃（5）。然而，对气候变化和移民的研究表明，有一系列更广泛的因素支持移民决策。搬家的决定最终是个人或家庭对当地可居住性等因素的判断。当人们对流动的关键维度缺乏能动性，包括流动的时间、目的地或持续时间或是否要迁移时，就会发生非自愿迁移。在能动性极低的地方，非自愿移民可能采取不同的形式，包括临时或永久流离失所和遇险移民。遇险移民——与当地环境迅速恶化相关的大规模移民或流离失所——是一个人道主义问题，因为需要紧急干预以避免糟糕的结果。困难移民一直是历史上的普遍现象，但在全球政策议程上的起落很大程度上取决于富裕的工业化国家是否是目的地。另一个人道主义问题是非自愿不动现象，即人们在没有帮助的情况下无法行动——根据管理的撤退计划，人们最有可能需要帮助重新安置。正如《全球移民契约》所提出的那样，避免困境移民和非自愿流动以促进安全有序的移民，现在已成为全球政策优先事项，该契约呼吁各国政府“加强联合分析和信息共享，以更好地规划、了解， 预测。

许多评估将某种形式的强迫迁移视为宜居性下降的必然结果。然而，环境压力很少直接导致移民，而是通过一系列复杂的经济、人口、社会和政治直接决定因素起作用，这些因素既启动又维持或改变流动。在任何暴露于气候风险的特定人群中，人口的不同部分在不同的时间点对灾害的反应不同，因此，移民随着时间的推移随着宜居性而发展。有些人可能无需援助就可以从不断恶化的条件中迁移出来，而另一些人可能会因选择有限和资源不足而无法行动，除非实施社会保护或计划的搬迁工作，否则他们将逐渐陷入贫困和脆弱（5）。在这些地区，原地适应、促进移民和改善（主要是城市）目的地地区对移民的接纳通常是更合适的政策。管理撤退已被提议作为宜居性下降地区的一项战略，但作为包括买断、激励和计划搬迁等在内的主要技术性一揽子应对措施，目前并不能很好地转化为大多数发展中国家的情况。

宜居性和迁徙之间的关系可能与直觉相反，正如缺乏证据表明尽管存在严重风险但迁离低洼三角洲地区的证据不足 ( 7 )。对于那些无法或不愿离开日益脆弱的环境的人来说，移民本身会影响人们的宜居性，无论是积极影响，例如通过汇入汇款，还是消极影响，例如通过工作年龄人口阶层的迁移以及随后经济活力和生计选择的变化。流动可能因根深蒂固的贫困和环境风险而开始，然后随着移民社会网络降低最初留在后面的人的障碍而持续。

尽管迁移为增进人类福祉提供了可能性，但由于可居住性的多个方面受到损害，因此被迫迁移将对人类福祉产生负面影响。移民在城市非正规住区面临新的限制，流离失所者可能与他们原来的社区和重新安置社区或难民营的生计永久脱节（13）。尽管自上而下的评估过度简化了对宜居性下降的可能迁徙反应，但这并不一定意味着高估了迁徙流量。多种因素在不同程度上推动发展中地区的移民，包括治理不善、缺乏机会、冲突、个别极端事件，以及在某些情况下，加剧绝望感的气候灾难性言论 ( 14 )。对移民动态的更深入和更情境化的理解有助于政策设计，但由于宜居性下降与其他驱动因素相结合而产生的威胁是真实的，并可能导致人口在一系列空间尺度上大量迁移。

前进的道路

自上而下、基于阈值的宜居性评估可以在帮助确定优先区域和群体以进行自下而上的综合工作，同时揭示全球系统中无法单独从自下而上的工作中收集的相互作用方面发挥关键作用。整合不仅可以更好地预测宜居性何时何地可能会降低，而且还可用于告知适应反应，这些反应本身有助于保持或恢复宜居性。根据定义，自下而上的评估提供更精细的局部解决方案，其丰富的细节意味着它们需要多种参与和方法。迄今为止，大多数地区尚未进行此类综合宜居性评估。因此，我们鼓励跨学科、长期耦合的自上而下和自下而上的宜居性评估 [例如，( 15)] 以补充和加强诸如跨部门影响模型比对项目 (ISI-MIP) 之类的工作，该项目为我们了解未来气候对农业、水、生态系统和健康等部门的潜在影响做出了巨大贡献。最初的模型比对可以集中在不同模型配置下哪些区域和群体面临可居住性下降的问题。特别是在模型就潜在宜居热点达成一致的情况下，可以进行自下而上的建模实验，并就人类生存、生计和风险管理能力方面的特定挑战进行比较，尽管需要标准化。政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 和各国的努力也可以帮助在自上而下和自下而上的宜居性和迁移方法之间发展这个尚不成熟的中间空间。移民正在成为当前 IPCC 评估中的一个跨领域主题，一份关于宜居性和移民的特别报告将推进知识库并展示新兴方法。例如，气候变化检测和归因维度将有助于为有关《巴黎协定》下的损失和损害的对话提供信息。同样，关于跨 IPCC 评估中常用的关注原因的迁移的讨论（一份关于宜居性和迁徙的特别报告将推进知识库并展示新兴方法。例如，气候变化检测和归因维度将有助于为有关《巴黎协定》下的损失和损害的对话提供信息。同样，关于跨 IPCC 评估中常用的关注原因的迁移的讨论（一份关于宜居性和迁徙的特别报告将推进知识库并展示新兴方法。例如，气候变化检测和归因维度将有助于为有关《巴黎协定》下的损失和损害的对话提供信息。同样，关于跨 IPCC 评估中常用的关注原因的迁移的讨论（5 ) 将使我们能够区分气候引起的迁移、困境或其他与其他形式的迁移有何不同。

评估挑战的复杂性需要一种整体的、以人为中心的方法，其中模型、数据聚合和人种学工作都是先进的。历史上过分依赖物理模型和危险阈值的工程、水文和再保险等行业的运作规模已经成熟，可以在自上而下和自下而上的界面上进行与宜居性相关的创新。在这个中间领域，模型可用于检查政策情景，而不是仅从可能使弱势群体面临风险的昂贵、耗时、现实世界的政策干预中学习。建模者之间加强沟通将是关键，模型必须通过当地的实地研究进行验证。为了专门支持迁移和宜居性建模，这将包括有关何时、何地、14 )。此外，自下而上的研究必须考虑到影响暴露和适应的人群的特定地点特征，例如资产、谋生机会和社会网络。因此，对基于地点的社会科学的投资有助于解决数据差距，提供将加强干预结果模拟的真实情况。对预警系统的投资有助于预测可能发生的遇险迁移，这是为政策提供信息的关键步骤。

富裕国家在当前风险水平下的适应规划和政策的缺陷暗示了在不断变化的气候中面临的全球挑战。例如，在美国，联邦和地方风险评估——更不用说政策了——目前还没有中央协调或可比性。可供资金充足的联邦一级自下而上的适应努力可用的资金严重不足。人口流动的政策——无论是有计划的、内部反应还是来自其他国家的移民——随着时间的推移从不一致到不连贯，有时甚至是不人道的。跨不同群体的知识共同生产将是任何突破的先决条件。在某些情况下，起点可能是将预先存在的自上而下的宜居性和迁移评估带到社区，前提是在做出关键政策决定之前，反复收集和整合社区反馈。在其他情况下，利益相关者的参与可能从较少的自上而下的、非概率的方法开始，这些方法可以与社区一起开发，例如故事情节和场景。故事情节和场景有助于探索对当地可居住性影响最大的不确定性（例如，模型中改变相关结构的潜力）以及应该为哪些群体探索哪些适应策略。更深入的利益相关者参与，再加上上述其他建议，为共同学习、迭代和开发灵活的方法来应对日益减少的宜居性的挑战提供了基础。利益相关者的参与可以从较少的自上而下的、非概率的方法开始，这些方法可以与社区一起开发，例如故事情节和场景。故事情节和场景有助于探索对当地可居住性影响最大的不确定性（例如，模型中改变相关结构的潜力）以及应该为哪些群体探索哪些适应策略。更深入的利益相关者参与，再加上上述其他建议，为共同学习、迭代和开发灵活的方法来应对日益减少的宜居性的挑战提供了基础。利益相关者的参与可以从较少的自上而下的、非概率的方法开始，这些方法可以与社区一起开发，例如故事情节和场景。故事情节和场景有助于探索对当地可居住性影响最大的不确定性（例如，模型中改变相关结构的潜力）以及应该为哪些群体探索哪些适应策略。更深入的利益相关者参与，再加上上述其他建议，为共同学习、迭代和开发灵活的方法来应对日益减少的宜居性的挑战提供了基础。故事情节和场景有助于探索对当地可居住性影响最大的不确定性（例如，模型中改变相关结构的潜力）以及应该为哪些群体探索哪些适应策略。更深入的利益相关者参与，再加上上述其他建议，为共同学习、迭代和开发灵活的方法来应对日益减少的宜居性的挑战提供了基础。故事情节和场景有助于探索对当地可居住性影响最大的不确定性（例如，模型中改变相关结构的潜力）以及应该为哪些群体探索哪些适应策略。更深入的利益相关者参与，再加上上述其他建议，为共同学习、迭代和开发灵活的方法来应对日益减少的宜居性的挑战提供了基础。

空调，例如在拉贾斯坦邦、乌代浦尔、印度，将使一些人能够继续生活在超过 35°C 阈值的地方。那些无法获得负担得起的空调的人别无选择，只能迁移。照片：ERIC LAFFORGUE/ART IN ALL US/CORBIS/GETTY IMAGES

就自上而下、基于阈值的方法来普遍定义宜居性而言，存在假设统一外迁或以围绕管理撤退的全面政策建议结束的可能性很高的风险。基于对宜居性的细微定义进行评估，并将自上而下与自下而上的方法相结合，可以鼓励针对特定地点和群体（包括已被列为可能的接收区的地区）制定更广泛的政策。关注这里提出的宜居性维度和自下而上的方法，将不可避免地改变自上而下的迁移预测。在超过 35°C 的湿球温度下，如果广泛使用空调并且为那些原本在户外工作的人开发替代生计选择，则可以避免波斯湾的大量移民。然而，在某些地区，社会临界点和对未来普遍存在的悲观情绪——例如，由于不断变化的风险认知或私营或公共部门的撤资——可能比自上而下的移民更快、更突然基于宜居性阈值的方法会建议。全球、区域和国家移民政策本身也将在促进或阻碍移民方面发挥重要作用。由于不断变化的风险认知或私人或公共部门的撤资——可能比基于自上而下的宜居性阈值的方法所建议的更快、更突然地导致外迁。全球、区域和国家移民政策本身也将在促进或阻碍移民方面发挥重要作用。由于不断变化的风险认知或私人或公共部门的撤资——可能比基于自上而下的宜居性阈值的方法所建议的更快、更突然地导致外迁。全球、区域和国家移民政策本身也将在促进或阻碍移民方面发挥重要作用。

已经很清楚的是，气候变化将导致人口分布的变化，而且这一过程总体上将对最脆弱的人有害，包括那些可能在不断恶化的环境中“被困”的人。由于这里描述的原因，以及作为气候公正的问题，许多半干旱地区、大部分热带地区以及一些低洼三角洲和岛屿应该成为关于宜居性风险和重大适应投资的综合跨学科工作的高度优先事项。但只有考虑到这里描述的复杂性，我们才能避免气候决定论，而是实施积极的适应和移民政策，特别是将解决最弱势群体的需求。

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参考资料和注释

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