全球气候变化的两个关键问题_全球气候变化论文

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气候变化是气候平均状态和距平(原刊编者注:距平是指气候要素值与多年平均值的偏差)两者之一或两者一起出现了统计意义上的显著变化[1]。距今一两百年的近现代全球气候变化是各界关注的热点,即广大舆论普遍接受的“全球变暖”。然而,不同区域对“全球变暖”的响应是不同的:有些区域变幅大,有些区域变幅小;有些区域变干旱,有些区域则变得更为湿润;有些区域变暖,有些区域甚至变冷。IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)第四次评估报告认为,1906年~2005年,全球平均地表温度上升了0.74°C[2]。我国学者认为,近100年来中国大陆年平均气温上升了0.79°C[3]。世界气象组织2011年1月20日表示,1998年、2005年和2010年共同成为全球有记录以来最热的年份。

人们对全球气候变化的研究方兴未艾,一系列的国际合作研究计划相继启动,包括世界气候研究计划(WCRP)和国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)等,这些项目着重探讨由于人类活动引起的全球变暖现象、机理及其影响[4]。在全球气候变化研究领域,对于一些关键性的问题,学者们莫衷一是,需要努力探索的问题很多。这些关键性问题主要包括近百年来气候变化的原因及其可能导致的影响。

一、百年来气候变化的原因

全球平均地表温度上升的幅度是从观测数据中得出的,虽然有研究者质疑观测点选取的典型性,即过多选用城市站和陆地站会导致全球增温幅度的高估,但更多的研究者还是接受增温这个事实。然而,对于增温的原因,学术界主要有两种观点:IPCC和大多数学者认为,20世纪中叶以来全球大部分地区的升温很可能是人为温室气体浓度增加所引起[2];其主要依据为当只考虑自然因素时,计算机模拟不出20世纪的气候变暖;当只考虑人为因素时,基本上能模拟出来;而当同时输入自然和人为因素时,模拟出的曲线与观测的气温变化吻合最好[2][5]。

也有部分学者认为,增温主要是自然因素[6]。主要理由是进入冰期过程中,南极Vostok、Bryd冰芯中含量的下降滞后于南半球温度几千年;而在进入间冰期时,两者几乎同时上升或略有滞后[7]。这说明可能是温度变化驱动了浓度变化,这与广大舆论的认识正好相反。还有学者认为,全球平均气温具有的准10年、21年、65年、115年和200年周期属于自然变化。全球气温的这些周期性振荡与太阳辐射有关,而气温变化滞后于太阳辐射变化[8][9]。

有的学者承认人类活动的作用,同时也肯定自然因素同样重要,认为太阳活动及气候系统内部的低频振动对现代气候变暖可能具有重要影响[10]。还有学者认为,宇宙线、大气水汽含量与地球气候均存在一定的关联[2][11]。百年来气候变化的原因是一个值得深入研究的科学命题。它对于气候变化的预测、适应和减缓对策具有基础性的意义。

二、气候变化可能导致的影响

作为一种重要的自然资源,气候的变化会对自然生态系统及社会经济系统产生影响。对于这些影响,学者们进行了大量研究,尤其关注不利影响[12]。

1.对海岸带的影响

新的观测结果表明,1961年~2003年全球平均海平面每年上升1.8毫米,1993年~2003年间卫星观测为每年3.1毫米。到21世纪末,全球地表平均增温将达1.1°C~6.4°C,全球平均海平面将上升0.18米~0.59米[2]。到2050年,中国沿海海平面将上升约0.12米~0.5米,其中,珠江三角洲、长江三角洲和环渤海湾地区等几个重要沿海经济带附近的海平面约上升0.5米~1米。海平面上升不仅会淹没沿海低地,还将对海岸带生态系统,特别是珊瑚礁、红树林、河口和湿地生态系统产生巨大影响。海平面上升将促使大部分海岸带生态系统向内陆地区迁移。但由于人类活动如农田或海岸建筑的影响,这种迁移可能被迫停止,从而导致海岸带生态系统的消亡或损失[13]。未来类似强震引发的海啸也极可能对中国某些沿海地区造成极其严重的影响[14]。

全球变暖会造成海平面上升已经成为广大舆论的共识,但地球上某些地区,如芬兰沿海的瓦尔肯岛屿却出现陆地相对上升的现象。对此,有人把冰川比喻成坐在沙发上的人,当这个“人”起身后,原先被压迫的地方就迅速抬升。

2.极端气候事件

近50年来观测到的极端温度的大范围变化,冷昼、冷夜和霜冻已变得较为少见,而热昼、热夜和热浪则更为频繁。热带气旋每年的个数没有明显变化趋势,但从20世纪70年代以来,全球呈现出热带气旋强度增大的趋势,强台风发生的数量增加[2]。针对我国的极端气候事件,国家气候中心的分析表明:1956年~2008年,全国平均年高温日数、强降水日数和干旱面积百分率呈上升趋势,但除高温日数外,其他指数趋势变化均不显著;全国平均年低温日数、沙尘天气日数和大风日数呈下降趋势,且趋势性均很显著。因此,在全球气候显著变暖的半个多世纪内,中国地区多数常见的极端气候事件发生频率或者显著减少,或者变化不明显[15][16]。

3.对农业生产和粮食安全的影响

气候变化背景下,我国农业水资源将会更为匮乏,农业气象灾害日趋严重,病虫害发生的频率增加、危害程度加剧,土壤有机质分解加快,化肥释放周期缩短,增加施肥量对土壤和环境十分有害。气候变化所导致的水热变化会使农业生产布局和结构发生变化。研究者对未来我国粮食供应能力作了预测,目前为止还没有达成共识。很多学者认为未来的50年~100年内,气候变化将严重影响粮食产量[17]。但也有学者认为,如果考虑到的肥效作用以及未来农业适应措施,主要作物产量变化不大[18]。有的学者从食品质量角度出发,认为种植业是农业和养殖业中对气候变化反映最为敏感的环节,气候参数如温度、干旱、降雨、风和水平的变化,将改变农业化肥、农药投入,引起土壤退化,加重作物害虫、昆虫和病害受灾程度。气候变化对畜牧业也将产生严重的影响,而且,极端天气如洪水和热浪伴随的食品病原菌污染都对将来的食品安全构成严重威胁[19]。

4.对人体健康的影响

有的学者将气候变化对健康的影响划分为直接影响和间接影响[20]。其直接影响是全球气候变暖可能带来高温热浪,危害人体健康,使人体超过耐受极限,从而导致心脑血管、呼吸道疾病、精神疾病、肿瘤、肾病的发生、加重甚至是死亡[20-23]。其间接影响包括媒介疾病、海洋来源疾病、空气污染、气候灾难、海平面上升以及臭氧层缺失等对人体健康造成的影响[20][23]。气温升高有利于虫媒传播性疾病的发生,如疟疾、血吸虫病、登革热、乙型脑炎、恙虫病;有利于水源性传染病的发生,如霍乱、致病性钩端螺旋体病、肠道传染病;有利于食源性传染病、呼吸道传染病,甚至再发或新发传染病[23][24]。

5.对自然生态系统的影响

IPCC 2001年报告指出:自然系统因其适应能力有限,对气候变化特别敏感,其中一些系统会遭受重大的、不可逆转的危害。冰川、珊瑚礁及珊瑚岛、红树林、寒带和热带森林、极地和高山生态系统、大草原湿地、残余的天然草地等自然生态系统都面临气候变化带来的风险。我国学者开展了一些气候变化的脆弱性评价研究,其结果显示,未来气候情景下不论是农业、林业还是水资源的脆弱性在大部分地区都有不同程度的增加[25]。未来气候变化通过改变森林的地理位置分布、提高生长速率,尤其是大气浓度升高所带来的正面效益,从而增加全球范围内的森林生产力。未来气候有可能向暖湿变化,造成从南向北分布的各种类型森林带向北推进,水平分布范围扩展,山地森林垂直带谱向上移动[26]。

对于某个区域内稳定的生态系统而言,林火动态是其内在固有的特征,是气候、植被和人类活动长期相互作用的结果。气候是林火动态变化的主导因素,气候暖干时期林火频率高。在全球气候变暖的背景下,很多地区出现暖干化趋势,全球林火呈现增多态势[27]。

6.对水循环的影响

气候变化将改变全球水循环的现状,导致水资源时空分布的重新分配,并对降水、蒸散发、径流等造成直接影响。气候变暖将对中国未来水资源产生较大的影响,可能表现为北方江河径流量减少、南方径流量增加,各流域年平均蒸发量将增大,旱涝等灾害的出现频率会增加,加剧水资源的不稳定性与供需矛盾[28]。

全球气候变化不仅是一个科学问题,而且是一个被普遍关注的社会问题,是一个国际舞台上的政治问题,也是一个未完结的话题。只有从科学意义上揭开全球气候变化的面纱,才能真正为人类适应、应对全球气候变化及其影响找到坚实的依据。

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