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自然子刊气候变化

发布时间:2021-05-28 09:30:24

1、气候变化的因素和影响是怎么样的?

气候系统是一个由大气、海洋、冰和陆地构成的复杂系统。气候系统内的各个组成部分均能相互作用。比如海洋表面的温度分布是大气环流的主要驱动力之一,而大气运动产生的风又能驱动海洋的上层环流,大气能够输运水汽,从而影响陆地的植被分布和表面径流状况,而植被的覆盖情况又能反过来影响地表的辐射收支,进而影响大气的温度场分布。

尽管气候系统是如此的复杂,但通过气候学、大气科学、海洋学等各个领域内专家的努力,我们对于导致气候变化的因素已经基本了解。这些因素,按照人类对其的贡献,可以分为2大类:自然因素和人为因素。

(1)自然因素:

太阳是地球气候系统能量的最终来源①首先应该提到的是太阳辐射。太阳是地球气候系统能量的最终来源(忽略地热的作用),其辐射强度的变化对于气候系统有很强的作用。但是由于对于太阳辐射的观测历史较短,人们大多是用历史记录中的黑子大爆发来估计辐射的强弱。太阳辐射的变化曾被用来解释欧洲历史上的小冰河期。

②地球轨道的变化。因为地球公转轨道和自转状态的变化,也能导致接受的太阳辐射多少和分布的变化。并且对应这几个量,古气候的资料也发现了对应的气候周期。相应的理论称之为“米兰科维奇理论”。

③板块运动。地球表面是由很多的板块组成的,而且板块是运动的。板块的运动会改变海陆的分布,从而改变地球表面辐射的分布,大洋环流和大气环流也会发生相应的变化,这些都会引起气候的变化。因为板块运动的速度非常非常慢,这种影响的尺度应该是百万年级的。

(2)人为因素:

①温室气体。温室气体在空气中含量的变化通过温室效应可以导致大气温度发生相应的变化,再通过各种反馈过程,从而引起整个气候系统的变化。主要的温室气体有二氧化碳、二氧化氮、甲烷和氟利昂。

②气溶胶。人类燃烧化石燃料还会排放大量的气溶胶,比如烟尘、硫化物等等。气溶胶对于气候的作用主要有2种:1)直接影响太阳辐射;2)形成云影响太阳辐射。因为云对于辐射的影响比较复杂,所以对其第二种作用的估计还不是很准确。有报告显示人类排放的气溶胶对气候的整体作用是降低温度,也就是说,空气污染反而缓解了全球变暖的趋势。如果我们将来把污染治理好了,就相当于又对全球变暖作出“贡献”了。

地表状况的改变对气候有影响③地表状况的改变。地表状况的改变会影响到达地表的太阳辐射的反射强度,因此也会对气候有相应的影响。

当这些自然因素或者人为因素发生变化之后,气候系统内部的反馈机制就开始起作用。这些反馈机制主要包括对地球辐射、水蒸气、冰、云和大气海洋环流的作用。这些因素的共同作用就导致了我们看到的气候变化。

气候变化使珊瑚岛礁被破坏

气候变化的影响是多尺度、全方位、多层次的,正面和负面影响并存,但它的负面影响更受关注。全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响。自然生态系统由于适应能力有限,容易受到严重的,甚至不可恢复的破坏。正面临这种危险的系统包括冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带雨林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等。随着气候变化频率和幅度的增加,遭受破坏的自然生态系统在数目上会有所增加,其地理范围也将增加。

气候变化使鱼类的多样性锐减

气候变化还引起海平面上升,沿海地区遭受洪涝、风暴等自然灾害影响更为严重,小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。气候变化对农、林、牧、渔等经济社会活动都会产生不利影响,加剧疾病传播,威胁社会经济发展和人类的身体健康。据政府间气候变化专门委员会报告,如果温度升高超过2.5℃,全球所有区域都可能遭受不利影响,发展中国家所受损失尤为严重;如果升温4℃,则可能对全球生态系统带来不可逆的损害,造成全球经济重大损失。据2006年我国发布的《气候变化国家评估报告》,气候变化对我国的影响主要集中在农业、水资源、自然生态系统和海岸带等方面,可能导致农业生产不稳定性增加、南方地区洪涝灾害加重、北方地区水资源供需矛盾加剧、森林和草原等生态系统退化、生物灾害频发、生物多样性锐减、台风和风暴潮频发、沿海地带灾害加剧、有关重大工程建设和运营安全受到影响。

由于生态系统和人类社会已经适应今天以及最近过去的气候,因此,如果这些变化太快使得生态系统和人类社会不能适应的话,人们将很难应付这些变化。对于许多发展中国家,这可能会对基本的人类生活标准(居住、食物、饮水、健康)产生非常有害的影响。对于所有的国家,极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险。气候变化对我国经济社会的影响有正面的,也有负面的影响,其中一些变化实际上是不可逆转的,因此我们更要关注的是负面影响。据统计,1950~2000年,特别是1990年以后气象灾害造成的经济损失急剧增加。原因有2个,①极端天气事件的增多,②我国总体经济体量增加,因此经济损失绝对值大幅升高。

气候变化对国民经济的影响也以负面为主。农业可能是对气候变化反应最为敏感的部门之一。气候变化将使我国未来农业生产的不稳定性增加,产量波动大;农业生产部门布局和结构将出现变动;农业生产条件改变,农业成本和投资大幅度增加。气候变暖将导致地表径流、旱涝灾害频率和一些地区的水质等发生变化,特别是水资源供需矛盾将更为突出。对气候变化敏感的传染性疾病(如疟疾和登革热)的传播范围可能增加;与高温热浪天气有关的疾病和死亡率增加。气候变化将影响人类居住环境,尤其是江河流域和海岸带低地地区以及迅速发展的城镇,最直接的威胁是洪涝和山体滑坡。人类目前所面临的水和能源短缺、垃圾处理和交通等环境问题,也可能因高温多雨而加剧。

由于全球增暖将导致地球气候系统的深刻变化,使人类与生态环境系统之间业已建立起来的相互适应关系受到显著影响和扰动,因此全球变化特别是气候变化问题得到各国政府与公众的极大关注。全球气候变化问题,不仅是科学问题、环境问题,而且是能源问题、经济问题和政治问题。

气候变化对玉米也有影响

气候变化对农业的影响是负面的。预计到2030年,我国3大作物,即稻米、玉米、小麦,除了浇灌冬小麦以外,均以减产为主。气候变化对水资源的影响也很大,全球变暖使水循环的过程速度加快,降水的空间不均匀性增加。气候变化对重大工程也有影响,如长江上游降水量的增加,导致地质灾害的频率会增加,对三峡水库的安全运营会造成一定的影响。另外气候变化也会影响青藏铁路和公路,大大增加铁路和公路运行维护的投资。

同全球一样,我国的气候与环境已经发生了巨大的变化。气候变暖远远超出一般意义上的气候问题和环境问题,对我国经济社会发展已经带来十分严峻的威胁,这种威胁仍将持续并不断加剧。科技界应当特别关注气候变化问题,积极采取适应和减缓措施,不断提升气候系统、生态、环境保护的层次和水平,这是全面落实科学发展观,建立社会主义和谐社会的重要内容,是政府、公众和科学家的共同愿望。

2、什么是气候变化?

气候变化属于一种自然现象,在地球的历史时期曾经多次出现过冷暖交替的时期。我们现在所说的气候变暖指的是自工业革命以来,由于人类活动造成的短时间内气候变暖的情况。气候变暖不单单是指气温的绝对值或者平均温度升高那么简单,仅从天气系统来讲就包括极端气候事件频率变快,从生态或者其他方面来影响更大。我们现在的措施有2种,一是减缓人类活动带来的影响,自然变化的缓慢性给人类足够的时间来适应;二是提高人类自身及其生存环境的适应能力。

3、气候变化的理解和定义

气候变化是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间(典型的为10年或更长)的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。
《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款中,将“气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。
尽管还存在一点不确定因素,但大多数科学家仍认为及时采取预防措施是必需的。针对气候变化的国际响应是随着联合国气候变化框架条约(UNFCCC)的发展而逐渐成型的。1992年UNFCCC阐明了其行动框架,力求把温室气体的大气浓度稳定在某一水平,从而防止人类活动对气候系统产生“负面影响”。
到目前为止,UNFCCC已经收到来自185个国家的批准、接受、支持或添改文件,并成功地举行了6次有各缔约国参加的缔约方大会。尽管目前各缔约方还没有就气候变化问题综合治理所采取的措施达成共识,但全球气候变化会给人带来难以估量的损失,气候变化会使人类付出巨额代价的观念已为世界所广泛接受,并成为广泛关注和研究的全球性环境问题。
容易理解的定义:
气候变化是指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。
平均值的升降,表明气候平均状态的变化;离差值增大,表明气候状态不稳定性增加,气候异常愈明显。

4、气候变化的调查及其原因分析的研究报告<急!!!!!

在地质历史上,地球的气候发生过显著的变化。一万年前,最后一次冰河期结束,地球的气候相对稳定在当前人类习以为常的状态。地球的温度是由太阳辐射照到地球表面的速率和吸热后的地球将红外辐射线散发到空间的速率决定的。从长期来看,地球从太阳吸收的能量必须同地球及大气层向外散发的辐射能相平衡。大气中的水蒸气、二氧化碳和其他微量气体,如甲烷、臭氧、氟利昂等,可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地球的长波辐射。因此,这类气体有类似温室的效应,被称?quot;温室气体"。温室气体吸收长波辐射并再反射回地球,从而减少向外层空间的能量净排放,大气层和地球表面将变得热起来,这就是"温室效应"。大气中能产生温室效应的气体已经发现近30种,其中二氧化碳起重要的作用,甲烷、氟利昂和氧化亚氮也起相当重要的作用(见表 2)。从长期气候数据比较来看,在气温和二氧化碳之间存在显著的相关关系(见图 1)。目前国际社会所讨论的气候变化问题,主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题。 表 2 主要温室气体及其特征 气体 大气中浓度(ppm) 年增长(%) 生存期(年) 温室效应(CO2=1) 现有贡献率(%) 主要来源
CO2 355 0.4 50-200 1 55 煤、石油、天然气、森林砍伐
CFC 0.00085 2.2 50-102 3400-15000 24 发泡剂、气溶胶、制冷剂、清冼剂
甲烷 1.714 0.8 12-17 11 15 湿地、稻田、化石、燃料、牲畜
NOX 0.31 0.25 120 270 6 化石燃料、化肥、森林砍伐
引自全球环境基金(GEF):Valuing the Global Environment,1998 本世纪以来所进行的一些科学观测表明,大气中各种温室气体的浓度都在增加。1750年之前,大气中二氧化碳含量基本维持在280ppm。工业革命后,随着人类活动,特别是消耗的化石燃料(煤炭、石油等)的不断增长和森林植被的大量破坏,人为排放的二氧化碳等温室气体不断增长,大气中二氧化碳含量逐渐上升,每年大约上升1.8ppm(约0.4%),到目前已上升到近360ppm。从测量结果来看,大气中二氧化碳的增加部分约等于人为排放量的一半。按照政府间气候变化小组(IPCC)的评估,在过去一个世纪里,全球表面平均温度已经上升了0.3℃到0.6℃,全球海平面上升了10到25厘米。许多学者的预测表明,到下世纪中叶,世界能源消费的格局若不发生根本性变化,大气中二氧化碳的浓度将达到560ppm,地球平均温度将有较大幅度的增加。政府间气候变化小组1996年发表了新的评估报告,再次肯定了温室气体增加将导致全球气候的变化。依据各种计算机模型的预测,如果二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm增加到560ppm,全球平均温度可能上升1.5℃到4℃。 图 1 大气二氧化碳浓度和气温变化

5、《自然地理》不是今年2019年的天气为什么如此异常,而是学术权威对于天气变化气候变化的了解少得可怜,

不赞同您的观点。《自然地理》是比较权威学术杂志。2019年的天气如此异常与厄尔尼诺现象有关。气象学界大牛云集,他们对今年天气变化以及气候变化发表的学术观点很多,可以通过查询气象学术资料来了解气候及气象;此外,天气预报只是利用卫星等工具对天气预报预测,由于人类能力有限,所以不能百分之百预测天气状况。

6、什么是气候变化??

1、 气候变化的原因:据国家气候中心副主任罗勇介绍,气候变化的原因可能是自然的内部进程,或是外部强迫,或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变等。科学研究认为,太阳辐射的变化、地球轨道的变化、火山活动、大气与海洋环流的变化等是造成全球气候变化的自然因素。而人类活动,特别是工业革命以来人类活动是造成目前以全球变暖为主要特征的气候变化的主要原因,其中包括人类生产、生活所造成的二氧化碳等温室气体的排放、对土地的利用、城市化等。 2、什么是气候变化?气候变化是指气候平均值和气候离差值出现了统计意义上的显著变化,如平均气温、平均降水量、最高气温、最低气温,以及极端天气事件等的变化。人们常说的全球变暖就是气候变化的重要表现之一。《联合国气候变化框架公约》将 “气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”这就将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。在地球运动的漫漫历史中,气候总在不断变化,究其原因可概括为自然的气候波动和人为因素两大类。

7、气候变化对自然灾害有什么影响?

人类影响气候,气候也影响人类。短时间的气候变化,特别极端的异常气候现象,如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等,往往造成严重的自然灾害,足以给人类社会造成毁灭性的打击。比如,1943~1954年孟加拉地区的暴雨灾害,引起了20世纪最大的饥荒,饿死人口达300万~400万。1968~1973年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难,使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚的牲口损失70%~90%,仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死20万人。当然,这种打击往往是短暂的、局部的,虽然不至于影响生态系统,但是对人类造成的灾害却十分大。

长期的气候变化,即使变化比较缓慢,也会使生态系统发生本质性的改变,使生产布局和生产方式完全改变,从而影响人类社会的经济生活。

例如,在公元前3000~前1000年的温暖时期,竹类在黄河流域直到东部沿海都有广泛分布;安阳殷墟发现,水牛和野猪等热带亚热带动物;甲骨文记载打猎时获得一象,表明殷墟的化石象是土产的。河南原称豫州,就是一个人牵着大象的标志。商、周时代,梅子是北方人民重要的日常食品。《诗经》说:“若作和羹,尔唯盐梅。”可见当时梅子是和盐一样重要的食品,是做菜不可缺少的作料。《诗经》说:“终南何月,有条有梅。”终南山在西安之南,宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅。

秦汉时期气候也比较温暖,《史记》记载当时经济作物的地理分布是:“桔之在江陵,桑之在齐鲁,竹之在渭川,漆之在陈夏。”可知当时亚热带植物的地界比现在更加偏北。

由于气候变化直接影响农作物的地理分布,必然会影响以农产品为原料的工业布局。例如,在先秦到西汉以前,我国丝织业布局是北丝南麻,丝织业绝大部分在黄河中下游和冀中平原,当时最大的丝纺业中心在河北定县,其他较小的中心也都在河北、河南和山东一带;长江流域及南方各地则主要生产麻织物;西汉时期,蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后,中原地区战乱频繁,经济下降剧烈,南方各地社会生活则相对安定,丝织业有所发展,可是北丝南麻的布局一直维持到隋唐时代。从气候变迁情况看,至隋唐时代,虽然气候也有变化,但是平均气温仍暖于现代,可见,丝绸之路出现在北方是有原因的。

北丝南麻布局的改变发生在宋代。由于气候变冷,气温已低于现代,北方不利于桑蚕生产生殖,再加上唐末五代时北方战乱,南方经济发展,南方丝织业规模逐渐超过北方。北宋时镇江,三台已形成为全国丝织业中心。南宋时,南京常州、镇江、苏州都拥有巨大的丝织业生产能力。丝织业重心南移,正好相当于我国气候由温暖到寒冷的时期,这个历史经验是值得研究的。

气候变迁对农业耕作也有影响,孟子、荀子都说,他们那个时候,齐、鲁(河北、山东一带)农业种植可以一年两熟。在这些地方直到建国初期,还只习惯于两年三熟。唐朝的生长季也比现在长,《蛮书》(约成书于862年)说,曲靖以南,滇池以西,一年收获两季作物,9月收稻,4月小麦或大麦。而现代由于生长季缩短,不得不种豌豆和蚕豆,以代替小麦和大麦。

这种历史经验仍有现实意义。例如,如果气候变暖,就可以考虑双季稻向高纬度、向高海拔扩展;若气候变冷,就得采取措施,缩短水稻的生长时间。

8、全球气候变化对自然生态系统带来的灾难包括什么

全球气候变暖对自然生态系统带来的灾害包括什么?一般来说主要是降水或者降雪或者是地震等等,所以说都都是非常大的自然灾害,比方说飓风台风。

9、自然历史中的气候变化与人类社会的关系

天气,是人类永恒的话题之一。几千年前,先民就开始企盼及时的雨雪和适当的晴天,直到如今仍未曾改变。以影响农业为最典型、最直接的例子,在漫长的历史变迁过程中,气候对人类社会产生了极为重大的影响,无论推动发展与进步,还是导致停滞和动荡,它始终在每一个人的身边。
东方有大禹治水,西方有诺亚方舟,大洪水可能是许多文明的神话里都存在的共同记忆。亚里士多德认为,大洪水并非单纯的神话,而是周期性的大气现象,就像四季一样,极寒天气和大范围长时间持续降水也会周期性地发生。即使我们抛开过于久远的神话时代,仅观察有文字记载的历史,也能够发现气候对人类社会多方面的影响。
气候变迁:影响古文明兴亡的重要因子
虽然这里诞生了四大文明古国之一的古巴比伦,但如今,大概没有人会认为美索不达米亚平原是一个适宜人类生存发展的地区:这里气候干燥、土壤裸露,布满了沙丘,而且如同其他荒漠地区一样,降水稀少且温差较大。然而如果让时光回转到古巴比伦文明初建之时,两河流域的气候却并非如此。
地质学以及环境变迁研究者认为,两河流域曾存在着湿润而非干旱的气候。在冰河后期最暖的时段,地中海附近大部分地区气候干旱。但由于西南季风的扩张和季风雨的滋润,在北纬34°到35°的伊拉克北部却存在着湿润的气候。地质学家通过放射性碳年代测定、氨基酸差位异构分析以及花粉分析等一系列手段,确认了两河流域湿润气候的存在。因此,美索不达米亚在历史上曾是“天堂”,彼时这里的地理环境和气候非常好。在那个气候湿润的关键时期,古巴比伦成为了一个辉煌灿烂的文明。如果没有两河流域充沛的流量,古人如何获得足够的水源去灌溉农田?如果没有季风带来的降雨,在干旱荒芜的土地上是很难诞生灿烂文明的。
而古埃及的情况,人们可能更为熟悉。古希腊历史学家希罗多德称古埃及为“尼罗河的赠礼”,尼罗河定期泛滥为古埃及人民提供了可耕作的肥沃农田。然而尼罗河为什么会定期泛滥呢?气候因子在其中扮演了重要的作用。
尼罗河的重要支流青尼罗河发源于埃塞俄比亚高原上的塔纳湖,上游处于热带山地多雨区,水源丰富。该河降水有强烈鲜明的季节性,河水流量的年内变化很大。春季水量有限,6月开始涨水至9月初达到高峰。11月至12月水位下降,以后进入枯水期。由于青尼罗河的这个特性,使得尼罗河下游每年都会定期泛滥,进而催生了埃及文明。
两河流域古文明和古埃及都是在公元前2000年前后衰落乃至灭亡的。很多研究表明,在这一时期,气候在大范围内变得干旱。处于两河流域入海口阿曼湾的沉积表明在这一时期有一个持续约300年的干旱时期,对金字塔附近棺木的树木年轮研究也支持了这一结论。古代文明无力抵御长期干旱的危害,因此,这很大程度上导致了它们的衰亡。
而处于印度洋与太平洋之间的古印度,有着得天独厚的湿润气候。过去,人们通常认为西方入侵毁灭了古印度文明,但事实上在雅利安人入侵之前,古印度文明早已开始衰落。气象学家在在印度发现了距今4000-3500年前强烈的干旱证据。因此气候突变成为古印度文明衰亡原因的一个可能原因。
气候事件:改变历史进程的自然“推手”
2007年,美国科学院院刊刊发了香港大学章典等研究人员关于气候变迁与战争相互关系的一份的研究报告。这项研究用数据论证了这样一个推论:战争发生频率和人口的变动,在百年尺度上与平均气温的变化周期相关。
这项研究认为,气候变冷将导致食物短缺,人类的生存环境压力增大。为了应对压力,最常见的形式是迁徙,或者说是流亡。由于成熟的农业社会在人口聚居地区会建立起政治疆界,这对于大规模的迁居起着限制作用,因而由气候变迁导致的食物短缺甚至饥荒引起大规模迁居发生时,其结果往往是发生战争。
在我国,气候变化导致的战争,最典型的莫过于农业社会与游牧社会的冲突。众所周知,在我国绵延不断的文明史中,位于北方的游牧部落始终与中原农耕社会构成一对矛盾。汉代的匈奴,唐代的突厥,宋代的契丹、女真乃至蒙古,明代的满洲……游牧民族始终威胁着农耕社会的安全与稳定。
在湿润温暖的气候下,无论是游牧地区,还是农耕地区,都处于相对宽裕的环境下。而一旦气候变冷,趋于干旱。由于游牧民族所处地区往往是高海拔、高纬度的寒冷地区,环境恶劣,资源匮乏。这些边缘地区总是首当其冲地承受气候变化的影响。他们的游牧范围向低纬度、低海拔的温暖地区转移。从而对农耕社会形成侵扰。
根据竺可桢所划分的我国历史上的四个温暖时期和四个寒冷时期,我们可以找到其中的对应关系。除第一个寒冷期外,从公元初年到公元600年第二个寒冷期,即东汉和魏晋南北朝时代,相对动荡;第三个寒冷期从公元1000年到1200年,对应两宋时代,当时,两宋先后与辽、西夏、金、元等多个少数民族政权并立;公元1300年至1900年的第四个寒冷期,来自北方的清朝直接消灭了明朝并取而代之。与之相对,在气候温暖的时期,和平和繁荣更为常见:文景之治、贞观之治、开元盛世均发生在温暖时期。
而那些时间尺度上更小的气候事件,则更加数不胜数,它们中很多都曾或多或少地影响了历史进程。台风阻止了蒙古对日本的入侵,大西洋风暴摧毁了西班牙“无敌舰队”,拿破仑、希特勒的战争因俄罗斯的寒冷气候而失败。不过,这并不是人们所应注意的重点。我们应当认识到,气候在人类历史上所扮演的重要角色,今后仍将继续下去。因而,全球气候变暖将带来怎样的影响,又如何应对,是目前全人类所共同面对的重要课题。

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