20年前，在世界气候研究计划（WCRP）耦合模式工作组（WGCM）的支持下，耦合模式比较计划（CMIP）开始实施，旨在更好的分析过去、现在和未来的气候变化。项目使用与海洋动态、简单陆面和热动力海冰耦合的大气模式，对早期全球耦合气候模型的表现进行比较，现已发布到第六版（CMIP6）。不仅为气候科学研究开创了一个新纪元，而且已经成为国家和国际气候变化评估的关键要素。
2013年政府间气候变化专门委员会（IPCC）第五次评估报告（AR5）采用了CMIP5中的气候模式，在2021年即将发布的IPCC AR6将使用CMIP6中新的气候模式，其中开发的一套由不同社会经济模式驱动的新排放情景——共享经济路径（SSPs），代替了CMIP5中四个代表性浓度路径（RCPs），是CMIP6情景中一个重要的提升。很多非气象专业的研究人员因不理解不同排放模式而无法较好的应用。因此，本文就RCPs和SSPs进行简要说明和对比。
1. RCPs
RCPs是一系列综合的浓缩和排放情景，用作21世纪人类活动影响下气候变化预测模型的输入参数(Moss et al., 2010)，以描述未来人口、社会经济、科学技术、能源消耗和土地利用等方面发生变化时，温室气体、反应性气体、气溶胶的排放量，以及大气成分的浓度（表1）。表中辐射强迫（Radiative forcing）表示大气成分（如， ![气候预测中RCP与SSP之对比 第1张图片]( "气候预测中RCP与SSP之对比 第1张图片") ）发生变化时，对流层中辐射的收支平衡变化，不同的辐射强迫路径是不同社会经济和技术发展情景的体现。RCPs包括一个高排放情景（8.5 , RCP8.5），两个中等排放情景（6.0, RCP6.0）和一个低排放情景（2.6 ，RCP2.6）。其中RCP8.5导致的温度上升最大，其次是RCP6.0，RCP4.5，RCP2.6对全球变暖的影响最小，四种不同的情景模式中一个重要的差异是对未来土地利用规划的不同(Hurtt et al., 2011)
表1 各代表性浓度路径的主要特点(Van Vuuren et al., 2011)
1.1 RCP8.5
RCP8.5是在无气候变化政策干预时的基线情景，特点是温室气体排放和浓度不断增加（图1），在此情景下，随着全球人口大幅增长、收入缓慢增长以及技术变革和能源效率改变导致的化石燃料消耗变大，到2100年，大气中的 将增加至936 ppm， 增至3751ppb， 增至435 ppb。Riahi等(Riahi et al., 2011)预测，依据RCP8.5的排放情景，到2050年全球人口将突破100亿，2100年达到120亿，即时为满足不断增长的食物和能源需求，全球林地面积减少，耕地面积将显著增加，尤其在非洲和南美洲地区。相应地，化肥使用不断增加和农业生产集约化提升 排放；更多的牲畜和水稻生产产生更多的 ，不断加剧大气中温室气体浓度。
1.2 RCP6.0
RCP6.0是政府干预下的气候情景，总辐射强迫在2100年之后稳定在6.0 ，大气中的 浓度增加至670 ppm， 在一定程度上减少， 增加至406 ppb(Masui et al., 2011)。在此情景下，人口数目2100年将增至100亿，各种政策和战略的制定减少了温室气体的排放，然而与RCP2.6和RCP4.5相比，排放量缓解程度依然较低，此外，耕地面积的增长对森林面积的影响程度较小。
1.3 RCP4.5
RCP4.5是另一种政府干预下的气候情景，总辐射强迫在2100年后稳定在4.5 ，大气中CO2浓度增至538 ppm， 减少，同时N2O增加至372 ppb(Thomson et al., 2011)。全球人口总量最高达到90亿，随后开始减少。此外，可再生能源和碳捕捉系统的使用和化石燃料使用率的不断减少，森林面积增加后碳储量增加，温室气体排放量也显著降低。由于植树造林政策的实施和作物单产量的增加，RCP4.5是唯一的耕地面积减少的排放模式。
1.4 RCP2.6
RCP2.6是温室气体浓度非常低的情景模式(Van Vuuren et al., 2011)。辐射强迫顶点约为3 ，2100年降至2.6，此时 浓度为421 ppm， 浓度低于2000 ppb， 浓度334 ppb。在此期间，全球范围内能源利用类型的改变，使温室气体排放显著减少，RCP2.6是全球作物面积增加最大的排放情景。
图1 不同情景模式下的CO2等量排放(Stocker et al., 2013)
2. SSPs
为了方便科研工作者在进行未来气候预测时有更多选择，CMIP6不仅将RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0和RCP8.5升级为SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP4-6.0和SSP5-8.5，同时新的排放模式还包括SSP1-1.9、SSP4-3.4、SSP5-3.4OS以及SSP3-7.0（图2）
图2 CMIP6中的CO2排放情景。历史CO2排放为黑线，阴影区域代表无政策干预的基线情形(https://www.carbonbref.org/interactive)
在CMIP5中只有RCP8.5可以代表“无政策干预”的基线情形，它在某种程度上是一种最坏的预期，使预测过于绝对，无法对“无政策干预”的趋势进行细化。为此，在CMIP6情景模式中增添了SSP3-7.0，用于表示能源系统模型产生的中等程度的基线结果，与SSP5-8.5（最坏情形）、SSP4-6.0（较为乐观的情形）一起来模拟无气候政策干预下的全球变暖趋势（图2）。
2.1 SSP4-3.4
SSP4-3.4描述了2100年辐射强迫限制在2 （RCP2.6/SSP1-2.6）-3 （RCP4.5/SSP2-4.5）之间的模式，体现了整个社会的温室气体排放迅速减少，但无法将全球平均辐射强迫快速至降低至2 以下的情景。
2.2 SSP5-3.4OS
SSP5-3.4OS是一种过载情景，到2040年该情景下的排放仅比最坏情景（SSP5-8.5）低，但是2040年后随着大量负排放的增加，排放量迅速减少(https://www.geosci-model-dev.net/9/3461/2016)。
2.3 SSP1-1.9
SSP1-1.9是将气候变暖在2100年限制在1.5 以内，略高于工业化之前的水平，该模式是巴黎协会后，各国努力将温度增长限制在1.5 以内的愿景。该模式将有助于全世界学者探索1.5 下的气候变化和影响(https://www.carbonbref.org/interactive)。
3. SSPs与RCPs之区别
虽然CMIP6中新情景所预测的辐射强迫与CMIP5的RCPs相似，然而 和非的排放路径和混合排放路径是不同的（图 3），主要在于新的SSPs情景模式从2014年开始预测，而RCPs为2007年；相较于RCP-2.6，SSP1-2.6的末尾低值显示出更加平缓的变化，同时具有较高的起始点，反映出2007-2014年间的排放显著高于先前RCP2.6预测的情形，为此，SSP1-2.6采用大量上世纪末的负排放，以弥补起点较高和下降较慢的问题；SSP2-4.5具有更多的非排放，故辐射强迫变化的起点比RCP4.5高，降比小；SSP4-6.0与RCP6.0差异较大，排放顶点分别是2050年和2080年，虽然SSP4-6.0也有更多非温室气体排放，但该情景中更快的减排措施抵消了上述负面效应；SSP5-8.5比RCP8.5有更高的排放，相应的非排放减少较多。
图 3 RCPs和SSPs中相似的排放情景（https://tntcat.iiasa.ac.at/SspDb）
在CMIP6的时代，广大学者要更多的利用SSPs作为情景模式解决气候问题、研究气候变化，才能紧跟科技进程，做出更多有价值、有参考意义的研究。
参考文献
Hurtt, G.C., Chini, L.P., Frolking, S., Betts, R., Feddema, J., Fischer, G., Fisk, J., Hibbard, K., Houghton, R., Janetos, A., 2011. Harmonization of land-use scenarios for the period 1500–2100: 600 years of global gridded annual land-use transitions, wood harvest, and resulting secondary lands. Climatic change 109, 117.
Masui, T., Matsumoto, K., Hijioka, Y., Kinoshita, T., Nozawa, T., Ishiwatari, S., Kato, E., Shukla, P., Yamagata, Y., KAInuma, M., 2011. An emission pathway for stabilization at 6 Wm− 2 radiative forcing. Climatic change 109, 59.
Moss, R.H., Edmonds, J.A., Hibbard, K.A., Manning, M.R., Rose, S.K., Van Vuuren, D.P., Carter, T.R., Emori, S., Kainuma, M., Kram, T., 2010. The next generation of scenarios for climate change research and assessment. Nature 463, 747-756.
Riahi, K., Rao, S., Krey, V., 2011. RCP 8.5: A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Climatic Change 109, 33–57.
Stocker, T.F., Qin, D., Plattner, G.-K., Tignor, M., Allen, S.K., Boschung, J., Nauels, A., Xia, Y., Bex, V., Midgley, P.M., 2013. Climate change 2013: The physical science basis. Contribution of working group I to the fifth assessment report of the intergovernmental panel on climate change 1535.
Thomson, A.M., Calvin, K.V., Smith, S.J., Kyle, G.P., Volke, A., Patel, P., Delgado-Arias, S., Bond-Lamberty, B., Wise, M.A., Clarke, L.E., 2011. RCP4. 5: a pathway for stabilization of radiative forcing by 2100. Climatic change 109, 77.
Van Vuuren, D.P., Stehfest, E., den Elzen, M.G., Kram, T., van Vliet, J., Deetman, S., Isaac, M., Goldewijk, K.K., Hof, A., Beltran, A.M., 2011. RCP2. 6: exploring the possibility to keep global mean temperature increase below 2 C. Climatic change 109, 95.
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