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未来全球气候变化及其影响研究

08/04

摘 要:文章概述了未来全球气候变化在水资源、农业、社会、人类健康以及森林方面的影响,总结了引起气候变化的原因,客观分析了引起气候变化的因素,透视了人类活动对气候变化的影响程度,讨论了应该如何理解当今全球气候变暖问题。同时,还分析了全球气候变化的大背景下,中国该如何应对。

关键词:

全球气候,人类活动,气候变化预测。

Abstract:Article outlines the future global climate change in water resources, agriculture, social, human health and the impact of forests, summed up the causes of climate change caused by objectively analyze the factors that cause climate change, the perspective of the human impact on climate change to discuss how to understand the current global climate warming. Also analyzed the background of global climate change, the Chinese how to deal with.

Keywords:global climate, human activity, climate change projections.

目 录

1 前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 2 未来全球气候变化对水资源的影响„„„„„„„„„„„„„„„ 4

2.1 温度变化„„„„„„„„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„ 4

2.2 降水变化„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4

2.3 海平面上升„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4

2.4 蒸散发变化„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5 3 未来全球气候变化对农业的影响„„„„„ „„„„„„„„„„„ 5 4 未来全球气候变化对森林的影响„„„„„„„„„„ „„„„„„ 5 5 未来全球气候变化对社会和人类健康影响„„„„„„„„„„„ 6 6 人类活动对未来全球气候的影响„„„„ „„„„„„„„„„„„ 6

6.1 人类活动对气候变化的影响 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 6

6.2 怎样理解目前的气候变暖„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 7 未来100年全球气候变化预测 „„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 8 中国应对全球气候变化 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 结语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 10

1 前言

近百年来,以全球变暖为主要特征,全球的气候与环境发生了重大变化:水资源短缺,生态系统退化,土壤侵蚀加剧,生物多样性锐减,臭氧层耗损,大气化学成分改变等。由于全球变化的幅度已经超出了地球本身自然变动的范围,对人类的生存和社会经济的发展构成了严重威胁[1-2]。目前,未来的气候变化问题已成为全球环境与实现可持续发展的主要问题之一,引起了世界各国政府和公众的广泛关注。

2 未来全球气候变化对水资源的影响

气候变化中影响水资源及其管理有4个主要指标,它们说明了全球气候变化是如何通过这4个指标或要素影响水资源的。

2.1 温度变化

大气温度越高,大气的持水能力越强 (根据克劳休斯—克拉珀龙定律,即 C—C定律),全球和许多流域降水量可能增加,但同时蒸发量也增加。这使气候的变率增加,即有更强的降水和更多的干旱,从而使水循环加速。温度升高可使降水的季节分配发生变化,使一个季节 (如冬季)降水增加,另一个季节 (如夏季)降水减少,从而导致季节流量对全年流量的比例失调,目前是冬季的流量对全球流量比在增加。

2.2 降水变化

降水是气候变化中影响水资源的直接因子,降水变率增大,分布更不均匀,同时强降水强度增加。暴雨洪涝与干旱的频率与强度增大。在全球气候变化背景下,全球水循环发生了变化,表现为加速的趋势,因而降水与流量集中和年变化大,这使得干旱与半干旱区水资源对于气候变化影响特别脆弱,主要表现为降水和河川流量减少。降水增加可补偿一部分地表水的减少,但由于人口的增加和水需求速增,地下水也呈明显减少,并长期得不到恢复和补充。

2.3 海平面上升

由全球气候变化引起的海平面上升可扩大地下水与河口区盐渍化的面积,造成沿岸区淡水供应减少,含水层和河口淡水量的过度减小或撤退,使海平面上升

的作用加剧,进而可引起更强的盐渍化和咸潮。

2.4 蒸散发变化

全球气候变化条件下,温度、日照、大气湿度和风速发生了明显变化,它们进而可影响潜在蒸散发,它部分抵消降水增加的效应,而使河川水量减少,进一步加剧降水减少对地表水的影响。目前小蒸发皿观测到的蒸发表现为一致的减少,而实际蒸散发主要表现为增加,二者差异原因尚未充分了解,但都与气候变化有密切关系。

3 未来全球气候变化对农业的影响

由于气候变化而产生的作物产量和生产力的变化会因地区和地点的不同而有很大差异。据预测,某些地区的生产力会上升,而其他地区,特别是热带和亚热带则会下降。已有的研究指出,总的来说,在CO2倍增的平衡条件下全球农业生产可能保持其基本产量,这一结论考虑了CO2的增肥效果的有利一面,但没有考虑农业害虫和气候变率变化的可能影响。然而局地和区域尺度之间的差异仍很明显,甚至亦可能产生严重后果,包括中纬度地区。

4 未来全球气候变化对森林的影响

森林生态系统是地球陆地生态系统的主体,它具有很高的生物生产力和生物量以及丰富的生物多样性。目前,虽然全球森林面积仅占地球陆地面积的约26 %,但是其碳储量占整个陆地植被碳储量的80%以上,而且森林每年的碳固定量约占整个陆地生物碳固定量的2/3[3],因此,森林在维护全球碳平衡中具有重大的作用。此外,森林还为人类社会的生产活动以及人类的生活提供丰富的资源;在维护区域性气候和保护区域生态环境(如防止水土流失)等方面,森林也有着很大的贡献,所以,森林在维系地球生命系统的平衡中具有不可替代的作用。由于森林与气候之间存在着密切的关系,气候的变化将不可避免地对森林产生一定程度的影响。反过来,因全球森林生态系统是一个巨大的碳库,受气候变化的影响,它对大气中的CO2 起着源或汇的作用,从而进一步加强或抵消未来气候的变化。因此,未来气候的变化对森林的影响及森林对气候的反馈作用已引起人们极大的关注,并进行了大量的研究[4]。

5 未来全球气候变化对社会和人类健康影响

气候变化及海平面上升会对能源、工业、运输等基础设施及人类居住、保险业等产生不利影响。据估算目前每年约有4800万人受到风暴潮引起的洪水威胁,在未采取相应措施且不考虑人增长因素的情况下,如海平面上升50cm,则受威胁的人口增至9200万。

气候变化对人类健康的影响有直接和间接两种,且以间接影响为主。直接影响包括由预计的热浪的强度和持续时间的增长导致的疾病或死亡。间接的影响包括疟疾等传染病传播范围的增大,有些模式研究指出,年增温3-5度,则潜在疟疾传播的影响范围会从世界人口约45%增至60%,每年约增加5000万-8000万病例。此外尚有由空气污染、霉菌孢子带来的呼吸和过敏紊乱等疾病。 6 人类活动对未来全球气候的影响

6.1 人类活动对气候变化的影响

目前全球的气候变化已经在其自然变化的基础上明显迭加了人类活动的贡献,特别是近100年来的全球气候变暖很可能是在自然变化趋冷的背景下由人类活动的显著影响而出现的反自然的变化趋势。气候变暖的主要原因,被普遍归结为人类过度向大气排放CO2及其他温室气体的增加。Thomas[5]研究了近1ka的温度变化,认为在工业革命以前气候由太阳辐射和火山爆发等自然因子所控制,而工业革命以后,人类排放的温室气体是主要的原因。结合南极42万年的温度来看,人类对现代的全球气候变化负有十分重要的责任。

人类通过工业排放和土地利用/土地覆盖变化等改变全球地表反照率和生物地球化学循环过程,进而改变大气的成分和地表能量交换过程,最终对全球气候产生广泛而深刻的影响。而最新的研究认为人类影响地球气候并非始自几十年前或几个世纪前工业革命兴起的时候,而是早在8ka前伴随着农业的诞生就开始了。人类活动引起的气候变化与自然变化的最大不同是它的变化趋势是非周期循环和单调发展的,其累积效应是不可低估的。

6.2 怎样理解目前的气候变暖

地球生命已经经历了无数个气候冷暖交替变化的巨大考验,即使进入人类文明的几千年中也出现了几个显著的冷期和暖期,而且不少时候其变温幅度接近或

超过了最近100年全球发生的0.4~0.8℃的变暖幅度,由此显著影响了人类社会的繁荣和衰退周期。人类是在经受痛苦甚至灾难和死亡的过程中被动地适应着过去的气候重大变化。

目前的气候变暖是近100年气候变化的最显著特征,基本上已经公认它是由人类活动产生的以CO2为主要代表的温室气体的增加所引发的气候效应。虽然刚过去的100年已经发生的气候变暖幅度还没有超过历史的极值幅度,但已经引起了全社会的高度警觉。近100年的人类活动对气候变化较过去有了更大的影响,这大大改变了气候变化的规律,反自然的变化趋势十分明显,增加了气候变化的不确定性和人为性,增大了预测气候变化的难度。同时,人类活动的影响与自然因素有根本不同,它的可怕性在于它是非周期的、而且由于累积作用而不断地单调增加。

如果CO2的排放不能得到有效控制,增温幅度不但不能够被减弱,而且还会被进一步迅速加强。所以,全世界应该积极采取一致的行动,一方面要通过不懈地努力大力减少温室气体的排放,以减缓全球增温的趋势;另一方面要大力提倡植树种草,提高自然界对CO2的吸收和固碳的能力,以此来减少大气中的CO2,以减缓全球增温幅度。同时,应该全面研究主动适应全球气候变暖的对策和方略,以做到处变不惊、应对有方。

7 未来100年全球气候变化预测

1、根据对温室效应的估计,全球表面平均温度可增加1.4-5.8度

①世纪气候变暖的速度不仅大大超过20世纪,也是过去10000年间所从未看到过的。

②几乎所有大陆上的气候变暖都超过全球平均情况,尤其是北半球高纬度地区的冬季。特别突出的是北

美的北部以及亚洲的北部与中部,这些地区的温度增加有可能超过全球平均增温的40%;但在亚洲的南部与

东南部的夏季与南美南部的冬季,气候变暖的程度可能要低于全球的平均增温。

2、地表温度变化的趋势将使厄尔尼诺现象增多

①热带太平洋东部变热的程度超过西部,降水偏多。

全球水汽含量与降水量都会增多,大的旱涝风险会增加。

3、全球海平面从1990-2100年预计将上升0.09-0.88m

①北半球的雪盖与海冰将进一步减少,冰川与冰帽将在大范围内退缩。

②南极的冰盖将因降水的增多而加重,而格陵兰的冰盖将因径流超过降水而逐渐消融。

③处于海平面以下的南极西部冰盖将因其减少而导致海平面上升。

全球平均温度的增高必然导致水文循环中水分的再循环率的增强。较高的蒸发率将加速降水后土壤的干化,从而使某些地区出现干旱,并使温度增高,水分的再循环率加快将增强大雨雨率,增加大雨的频率。全球变暖还可能改变厄尔尼诺这种大气中的自然秉性,引起目前温度和降水的复杂变化,包括改变冬季风暴与热带风暴的频率。

8 中国应对全球气候变化

应对全球气候变化已经成为世界各国政治领导人的共识,但是减缓和适应气候变化趋势在发达国家、发展中国家和最不发达国家之间却面临巨大的不平等。应对全球气候变化问题是一项全球性公共产品,没有任何一个国家能够单独承担。中国作为世界第一大煤炭消费国和二氧化硫排放国、第二大能源消费国和二氧化碳排放国,又是受气候变化影响最大的国家之一,在应对全球气候变化方面责无旁贷。中国应对全球气候变化的挑战分为两大问题:一是减排和为气候变化投资,即成本和收益;二是参加国际气候变化谈判的战略和对策。这两大问题相互影响。中国应当积极参与应对气候变化的国际合作,积极参与国际气候谈判,明确做出减排承诺,为实现国内经济、社会的可持续发展、绿色发展,为推动和谐世界的建立承担起负责任大国的义务,成为应对全球气候变化的领导者。

结 语

气候变化的原因十分复杂,到目前为止还没有哪一种学说或观点能够给我们一幅清晰的气候变化的图像,对气候变化的影响实际上是多因子共同作用、多尺度重叠、人类活动和自然因素混杂的过程。目前流行的观点或学说并不代表真理,只是流行而已,如古代流行的“地心说”最终被“日心说”所代替。相反,被一度批判或冷落的学说如大陆漂移说则在新证据的支持下获得新生。

正是气候变化的极端复杂性,才使处于今天科技飞速发展的现代人类比以往任何时期都更加迫切地希望了解整个地球环境的行为规律,也正是气候变化的极端复杂性,才使不同学科的科学家献身于这一领域,形成全球气候变化研究的巨大潮流。我们相信,在不远的将来,更加切合实际的气候模拟与广泛而具有高分辨率的可靠的长时间序列的气候记录及观察结果的紧密结合,无疑会使我们对气候变化原因的认识更加深入。同时对人类活动对气候变化的影响要有一个科学的态度来对待,在人类活动引起气候变暖的思想大潮中,还要头脑清楚地看到人类活动对气候变暖的某些抑制因素,这样也许会使我们更加客观地估计未来气候变暖的幅度。

同时,要充分认识到气候变暖的影响具有两重性,它其实是把双刃剑,对人类和地球环境有许多灾难性影响的同时,很可能还会有一些意想不到的有利贡献。不过,无论怎样应该充分重视全球气候变暖问题,要加强认识,思考对策,主动应对,在气候变暖过程做到趋利避害。

参 考 文 献

[1] 苗秋菊,张婉佩. 2005 年全球气候变化回顾[J]. 气候变化研究进展,2006(1): 43-44.

[2] 秦琴,谢伟莹. 全球气候变化的影响以及相关国际协议[J]. 和田师范专科学校学报,2006(1): 66- 67.

[3] Kramer P J.Carbon dioxide concentration,photosynthesis,and dry matter production[J]. BioScience,1981,31: 29-33.

[4] Peters R L. Effects of global warming on forest[J]. Forest Ecological Management,1990,35: 13-33.

[5] Thomas J C. C auses of climate change over the past 1000 years [J]. Science,2000,289: 270-277.


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