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实现碳中和目标的一个关键是能源转型，即实现使用清洁能源为主。清洁能源是什么呢？目前最主要的一个是风能，另一个是太阳能。太阳能就是利用太阳光，把光能转化成电能，实际上太阳辐射受大气中的云和气溶胶等影响。风能的产生更是决定于大气的状态，包括大气低层的风速，还有风向等。因此现在要利用清洁能源，建立太阳能和风电场、电力调度控制、以及电网平衡，成本估算，都需要建立精细化大气数值模式，开展太阳辐射和风场的预报。
我们知道气候变暖是由于人类活动向大气中排放二氧化碳以及其他的温室气体导致的。气候变暖不仅是大气温度的变化，刚才我们看到海洋也在变暖，还有极端降水和极端气温都在增加、北极海冰范围和全球冰川减少、海平面上升等。实际上人类活动引起的气候变暖会对自然环境产生一系列的冲击。现在要实现所谓的碳中和，减少温室气体排放，我想首先应对其可能的后果有一个清醒的认识。考虑实现碳中和的过程会造成什么样的自然环境变化，这对于经济社会等一切人类社会的发展都是至关重要的。
现在的研究大量集中在气候变暖对公众健康的影响上，我们可以看到气候变化导致的极端天气、海平面上升、生态系统的变化，可以导致一系列的跟健康有关的环境问题，包括高温、恶劣天气、空气污染、过敏反应等等，这些环境变化会影响人体健康。最近几年，全球疾病负担也是不断在增加的。因此我们还需要知道碳中和的实现过程所导致的气候变化对公众健康到底有什么影响，会带来什么风险。
现在我们如果控制碳排放直到实现碳中和，由此导致的气候变化到底对经济会产生什么样的影响？经济的发展与天气气候有密切联系。德国经济议题观察家弗里德黑姆·施瓦茨（Friedhelm Schwarz）撰写的《气候经济学》，他指出天气在全世界4/5的经济活动中扮演着决定性的角色。
另外，涉及到能源安全、与大气科学有关的是极端天气气候事件，极端天气气候事件对能源的生产和供应会产生重大影响。
2022年夏季大家深有体会的就是中国东南部极端高温事件对电力供应的影响，在全球其他地方，包括在北极也可以看到有创记录的极端高温事件；2008年1月，我国南方遭遇冰冻雨雪灾害天气，整个电力设施几乎都被毁坏；还有就是2021年2月在美国东部百年一遇的极冷天气，使得美国东部一些地区的电力系统、整个能源系统全部崩溃。目前来看，近几十年来极端天气气候事件增多增强，因此我们需要加强极端天气气候事件的成因、影响以及预报的研究，这也是保证能源安全的一项重要基础性工作。
张人禾（中国科学院院士、复旦大学研究生院院长、复旦大学大气科学研究院院长、大气与海洋科学系主任）
