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以后气候变化

发布时间:2021-05-29 03:31:03

1、气候变化的原因有哪些?

关于气候变化的原因、趋势及其对全球生态环境的影响如何存在着一些不同的认识。这些认识大致可以归为两种。

一种观点认为,全球气候变暖与“温室效益”(greenhouseeffect)有直接关系。由于全球工业化进程的加速,向大气中排放的温室气体(包括二氧化碳、甲烷、氟里昂、氮氧化合物等)的含量迅速增长,阻挡了地面辐射热的散失,致使大气温度升高。根据近30多年来的观测结果,人们对大气中二氧化碳含量的时空变化已有所了解。据研究,在工业革命以前,大气中的二氧化碳含量的体积分数约为(270~290)×10-6,而现在大气中二氧化碳含量的体积分数已增加到340×10-6。尽管世界各地上空的二氧化碳含量有所不同,但有两点则是共同的。一是,大气中二氧化碳含量在逐年增加,其年度变化率比较一致。二是,各地二氧化碳含量具有明显的季节变化。据科学家的研究表明,大气中二氧化碳含量的体积分数正在以每年0.8×10-6的速度增长。有人估计,按此速度在今后50年内大气中的二氧化碳的含量将比工业革命以前增加1倍,由此而引起的大气温度将升高1.5~3.0℃,地球气候将产生明显的变化。据政府间气候变化专业委员会的预测,如果人类对环境不采取任何保护措施,100年以后全球地面气温将增加4℃多,海平面每10年升高3~10cm,到21世纪末将升高0.3~1.0m。甚至有的科学家认为,今后50~200年内由于全球气温升高,南极西部冰的融化可能导致海平面上升5m,地球上可能出现像中生代那样的世界性的动物灭绝。尽管这些预测都有一定的根据,但又都是不确定的。人们现在可以肯定的是,大气中二氧化碳含量在迅速增加,气候在变暖,如果这个过程继续下去的话,地球气候无疑将发生明显的变化。

另一种观点认为,目前的气候变暖与“温室效应”并无直接的关系。它与地球上一个温和的冰后期一致,也许是19世纪末结束的“小冰期”的后果。也就是说,全球增温是地球气候循环中的自然现象。关于全球变暖的发展趋势,他们根据极地区域冰核中氧同位素资料,推测出地球气候的自然循环,认为目前地球气候处于自然冷却期,这将抵消二氧化碳的影响。还有人指出,地球上已知的化石燃料只够使用100~200年,人类不可能无休止地使用化石燃料;同时考虑到海洋、植被等对二氧化碳的吸收能力,全球二氧化碳循环将达到新的平衡。在这种情况下,今后地球生态环境会发生明显的变化,但不可能会招致毁灭性的灾难。

2、全新世气候变化分为哪几个阶段

过去认为全新世(Holocene)开始于1万年前(10kaBP),那是根据14C测定的,称为14C年。后来发现14C年要经过树轮校正,才能得到正确的实际的年代,即日历年。校正后全新世开始的日历年为11.5kaBP。全新世对于人类具有十分重要的意义。人类的文明社会,当前社会的一切繁荣、富强、发展、进步都发生在全新世。因此,认识全新世的气候变化有重要的意义。为了说明全新世在地球历史上的地位,有必要简略回顾一下地球气候的历史,至少近两百万年的历史。尽管这对于有46亿年历史的地球而言几乎只相当于一天中几分钟短暂时间。
大约240多万年前地球进入所谓第四纪,其气候特点是冰期-间冰期交替,地质学家称之为旋回。旋回的时间即周期以万年计,但是并不稳定。近70万年来以10万年周期为主。在南极的冰芯氧同位素变化中表现最清楚,在深海沉积、黄土堆积中也有一致的反映。一般认为冰期-间冰期旋回的形成与地球轨道要素的变化有关。由于这是米兰克维奇发现的,所以也称为米兰克维奇周期。最近一个旋回开始于约12万年前,那时地球气候与现代的温暖程度相当。到2.3万年前达到最冷,称为末次冰盛期。在每个10万年左右的冰期-间冰期旋回中,温暖时期是比较短暂的,一般约1—2万年。而更多的时间处于降温过程中。但是温度的下降不是直线的,而是由一系列的波动组成。直到20世纪中叶大多数科学家还相信冰期的气候是持续的寒冷。但是后来发现冰期中也有相对温暖的时期。认识到冰期气候的不稳定性是古气候研究的一项重要成果。
末次冰盛期之后处于冰消期,北美的劳伦泰冰盖,北欧的斯堪的那维亚冰盖相继瓦解。但是,就在气候已回暖到接近现代的情况下,又发生了一次激烈的气候波动,称为“新仙女木”事件。以北大西洋北部为中心,气候迅速变冷。但是寒冷仅持续了1千年左右,又快速后暖,所以称为气候突变。温度变化的幅度达到了冰期-间冰期旋回的3/4。这是末次冰期中最后1次气候突变。“新仙女木”事件之后,即进入全新世。
尽管在20世纪后期人们已经认识到冰期气候的不稳定性,不再把冰期看成持续的寒冷时期,也不再认为第四纪仅有4—5次冰期。但是,仍认为全新世的气候温暖而平和,没有大的气候波动。1995年O′Brien等首先根据格陵兰冰芯中海盐与陆源尘粉的变化,指出全新世可能有一系列的冷事件。以后国际上开始了一系列的研究。最著名的是Bond等(1997)根据北大西洋深海沉积中冰岛火山玻璃和染赤铁矿等浮冰碎屑(IRD)确定的冷事件年表。冰岛及扬马延岛等地的冰川下滑到海中形成冰山,冰底携带了碎石颗粒,其中包括火山活动形成的玻璃和与赤铁矿摩擦而染红的碎石。当冰山融化时,冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉积的IRD,可以判断何时有大量流冰倾泻入北大西洋,也就是冷事件。在爱尔兰以西的地区沉积率超过了10cm/ka,所以隔0.5—1.0cm取样,使得沉积记录的时间分辨率达到50—100年。根据Bond等的研究全新世共发生9次冷事件,小冰期约出现于0.4kaBP。
近年来一系列的古气候研究表明亚非季风区的降水量变化也同冷事件有关。当北大西洋出现冷事件时,季风降水减少,即弱季风事件。例如Gupta等(2003年)对阿曼湾沉积的研究就很有代表性。深海沉积中保存了浮游有孔虫的记录。有的有孔虫的纪录与海水温度有线性关系,而海水温度取决于涌升,涌升的强度则依赖于海表的风力大小,也就是季风强度。因此,人们可以从过去近万年的有孔虫记录来推测当时季风的强度,确定弱季风事件。近来用大气环流模式所做的模拟研究表明,THC减弱北大西洋变冷,可能是亚非季风减弱的原因。因此,冷事件与弱季风事件出现时间的一致,可能并不是偶然的。
实际上我国至少是最早注意到全新世气候不稳定性的国家之一。施雅风、孔昭宸主编的《中国全新世大暖期气候与环境》(1992年)一书就明确指出4次冷事件,其出现的时间与Bond等在5年之后发表的北大西洋冷事件的14C年表十分接近。以后中国的诸多作者,根据冰芯、泥炭、孢粉、黄土、湖泊、冰川、雪线及考古资料做了大量的研究,并且有不少是高分辨率的古气候序列,证明全新世中国弱季风事件年表与北大西洋冷事件有很大的一致性。
全新世中的冷事件以及季风区的弱季风事件是与全新世的基本气候特征背道而驰的。全新世作为间冰期气候温暖湿润,但是不断为冷干气候事件打断。这些冷干事件一般只有几百年,短的也许只有1-2百年。但是对人类的社会发展却有很大的影响。8.2kaBP的冷事件就可能促进了农牧业的发展。因为,在全新世中各地先后进入新石器时代,人口也迅速增长。发生气候突变时,采集、狩猎不再能满足生活需要,再加上人口的压力,就可能成为推动农牧业发展的动力。据吴文祥、刘东生的研究5.5kaBP的气候变冷在四大文明古国:两河流域、埃及、印度及中国的文明中有重要的推动作用。4.2—4.0kaBP的气候变干正当两河流域的阿卡德王国解体、埃及处于混乱的第1中间期、印度哈拉帕文明衰落。中华古文明也处于交替时期,经过动乱,于公元前2070年建立夏朝。愈来愈多的证据表明,人类社会的发展与全新世大约出现于8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次气候突变有密切的联系。

3、工业革命以后气候变化最主要的原因是什么

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4、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。

5、现在气候变化的主要原因是什么?

全球气候变暖的背景
全球变暖是指全球气温升高。近100多年来,全球平均气温经历了冷-暖-冷-暖两次波动,总的看为上升趋势。进入八十年代后,全球气温明显上升。

1981~1990年全球平均气温比100年前上升了0.48℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料(如煤、石油等),排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性,而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。

全球变暖的后果,会使全球降水量重新分配,冰川和冻土消融,海平面上升等,既危害自然生态系统的平衡,更威胁人类的食物供应和居住环境。

出现全球变暖趋势的具体原因是,人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测,到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4-5.8摄氏度(2.5-10.4华氏度)。根据这一预测,全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化,从而给全球环境带来潜在的重大影响。

为了阻止全球变暖趋势,1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》,该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约,发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外,这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月,已有189个国家正式批准了上述公约。

全球变暖的历史与预测
全球变暖是真实的,而且正在进行!
主流科学界一致对全球变暖是越来越清楚了,每天在改变我们的气候都是真实的,他们也正在进行中。在20世纪末年初以来,表面平均温度的地球增加了约1.1f ( 0.6摄氏度) 。在过去的40年中,气温上升约0.5f ( 0.2-0.3摄氏度) 。在过去400-600年,全球变暖,在20世纪是更超过历史上任何一个时间,
7分之10的年,在20世纪发生在20世纪90年代,由于其中一个最强劲的下午1998是最热的一年,因为可靠的温度测量开始的。
此外,变化,在自然环境支持的事实,即地球正在变暖; 山区giaciers也在逐渐消退; 在过去四十年里,北极冰厚度已经下跌了大约40 % ; 全球海平面上升了约快三倍超过了过去的100年相比在以前的3000年里
有越来越多的研究显示,植物和动物改变其范围和行为回应气候。

根据仪器记录,相对于1860年至1900年期间,全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自1979年,陆地温度上升速度比海洋温度快一倍(陆地温度上升了摄氏0.25度,而海洋温度上升了摄氏0.13度)。根据卫星温度探测,对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。在1850年前的一两千年,虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期,但是大众相信全球温度是相对稳定的。

根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计,自1800年代有测量仪器广泛地应用开始,2005年是最温暖的年份,比1998年的记录高了摄氏百分之几度。 世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计,曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。

在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方,精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录,相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望,在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰,全赖详细的温度记录。到了1979年,人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。

在2000年后,各地的高温记录经常被打破。譬如:2003年8月11日,瑞士格罗诺镇录得摄氏41.5度,破139年来的记录。同年,8月10日,英国伦敦的温度达到摄氏38.1,破了1990年的记录。同期,巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏25.5度,破了1873年以来的记录。8月7日夜间,德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天,台北、上海杭州武汉福州都破了当地高温记录,而中国浙江省更快速地屡破高温记录,67个气象站中40个都刷新记录。2004年7月,广州的罕见高温打破了五十三年来的记录。2005年7月,美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日,重庆最高气温高达43度。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度,破了1997年的记录。2006年11月11日是香港整个十一月最热的一日,最高气温高达29.2度,比1961年至1990年的平均最高温26.1度还要高。

据新华社电美国科学家研究发现,古代农业活动曾使世界避免进入新冰川期。这说明,人类活动引起全球气候变暖可能持续了数千年。研究人员说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使大气中甲烷和CO 2等温室气体含量发生了很大变化,全球气温因此逐渐回升。

美国弗吉尼亚大学教授拉迪曼说:“要不是早期农业带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”拉迪曼承认,研究结果非常容易引起争议。

美国国家大气研究中心17日说,科学家通过两项最新研究预测,即使现在全世界温室气体的排放量稳定在2000年的水平,本世纪全球变暖和海平面上升的趋势已经不可逆转。

国家大气研究中心的科学家在18日出版的《科学》杂志上连续发表两篇论文,从不同角度预测了全球气候变化的趋势。他们的成果将由联合国下属的政府间气候变化专家委员会评估,收录到2007年公布的下一份全球气候变化报告中。

在第一篇论文中,国家大气研究中心的魏格雷提出了一个较简单的数学模型来理解全球气候变化。他认为,由于海洋存在“热惯性”,对温室气体等外界影响的反应有所滞后,本世纪全球变暖的趋势只不过是以前排放温室气体的后果。

据魏格雷预测,到2400年,已存在于大气中的温室气体成分,将至少使全球平均气温升高1摄氏度;不断新排放的温室气体,又将导致全球平均气温额外升高2至6摄氏度。这两个因素还会分别引起海平面每世纪上升10厘米和25厘米。

他在论文中说,要遏制气候变暖的趋势,现在就必须将全球温室气体排放控制在极其低的水平,即使这样海平面上升的趋势恐怕也难以避免,每世纪10厘米的上升速度可能是最乐观的预测。

由杰拉尔德·梅尔等人发表的第二篇论文则预测,由于“热惯性”的存在,即使本世纪中人类不向大气排放任何温室气体,到2100年全球平均气温也将至少升高0.5摄氏度,海平面将上升11厘米以上,其中海平面上升的速度比科学家早先的预测值高了一倍多。梅尔对此解释说,这是因为以前的预测没有考虑到冰川融化等的影响。

梅尔的研究小组用两套数学模型,借助超级计算机模拟了全球温室气体排放量分别为低、中、高时的气候和海平面变化情况。

全球变暖的条件
地球气候变暖和人类大量排放温室气体导致温室效应有关。但日本和丹麦科研人员近日指出,温室气体增加并非导致气候变暖的惟一原因,太阳活动变化在其中也起到了推动作用。

据《日本经济新闻》报道,日本横滨国立大学环境信息研究院的伊藤公纪教授制作了一张图表。从图上看,过去200年间地球平均气温和太阳磁场强度的变化曲线基本吻合。伊藤公纪由此推断,太阳活动对气候变暖也有影响,仅用温室气体增加解释气候变暖可能不够全面。

太阳活动对地球气温的影响已被专家们关注了很长时间。一般来说,太阳黑子多的时候,太阳活动剧烈。比如史料曾记载,公元17世纪时太阳黑子很少出现,当时的地球气候也相对寒冷。但地面获得的探测信息也显示,太阳活动强弱变化引起的太阳辐射能量变化幅度仅为0.1%,如此微小的变化似乎不足以对气候造成太大影响。

然而,最近国际空间科学界出现了一种假说,认为太阳活动的变化会改变地球上空的云量,“放大”太阳对地球的影响,从而左右气候变化。提出这种假说的丹麦科学家推测,射向地球的宇宙射线可较稳定地使部分大气离子化,使云容易生成,从而吸收太阳的大量辐射,降低地球温度。但是,太阳活动高峰时释放出的高速带电粒子流,能干扰宇宙射线射向地球,使云不易形成,进而导致地球温度升高。目前,丹麦科研人员正在研究与云形成有关的各种因素,以论证上述假说。

也有日本专家提出,虽然太阳辐射能量的变化幅度只有0.1%,但他们发现这种能量变化能使地球大气对于太阳紫外线的吸收量变化幅度达到百分之几,这种吸收量的增加会使大气臭氧层温度升高。日本气象研究所第二研究部负责人小寺邦彦表示,臭氧层温度的变化会波及对流层,从而对寒流和季风造成影响,但目前尚不清楚上述机制能对地球气候变暖产生多大影响。为了继续研究这个课题,小寺邦彦等人组成的国际研究小组已于去年开始工作。

全球变暖的原因
全球变暖的原因很多,概括以后有以下几点:
1.人口剧增因素
近年来人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时,这也严重地危肋着自然生态环境间的平衡。这样多的人口,每年仅自身排放的二氧化碳就将是一惊人的数字,其结果就将直接导制大气中二氧化碳的含量不断地增加,这样形成的二氧化碳“温室效应”将直接影响着地球表面气候变化。
2.大气环境污染因素
目前,环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题,同时也是导致全球变暖的主要因素之一。现在,关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升。
3.海洋生态环境恶化因素
目前,海平面的变化是呈不断地上升趋势,根据有关专家的预测到下个世纪中叶,海平面可能升高50cm。如不采取及对措施,将直接导致淡水资源的破坏和污染等不良后果。另外,陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋;发生在海水中的重大泄(漏)油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。
4.土地遭侵蚀、沙化等破坏因素
5.森林资源锐减因素
在世界范围内,由于受自然或人为的因素而造成森林面积正在大幅度地锐减。
6.酸雨危害因素
酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注。酸雨能毁坏森林,酸化湖泊,危及生物等。目前,世界上酸雨多集中在欧洲和北美洲,多数酸雨发生在发达国家,一些发展中国家,酸雨也在迅速发生、发展。
7.物种加速绝灭因素
地球上的生物是人类的一项宝贵资源,而生物的多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是目前地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。
8.水污染因素
据全球环境监测系统水质监测项目表明,全球大约有10%的监测河水受到污染,本世纪以来,人类的用水量正在急剧地增加,同时水污染规模也正在不断地扩大,这就形成了新鲜淡水的供与需的一对矛盾。由此可见,水污染的处理将是非常地迫切和重要。
9.有毒废料污染因素
不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严重的威胁,而且对地球表面的生态环境也将带来危害。

6、气候变化趋势与影响

基于过去近百年来仪器观测数据,国际科学界认识到地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化过程。政府间气候变化专门委员会(IPCC)第三次评估报告表明,1861年以来全球平均表面温度不断上升,20世纪上升幅度为0.6℃±0.2℃;随着全球平均表面温度的上升,雪盖和冰川退缩,海平面上升,大气和海洋环流发生变化,气候变率增大,极端天气气候事件增多;北半球陆地中高纬度地区20世纪降水量极可能增加了5%~10%,20世纪下半叶严重降水事件发生频率可能增加了2%~4%[6]。近百年来的气候变化已经给全球自然生态系统和社会经济系统带来了重要影响。现有研究结果预测,未来50~100年全球气候将继续向变暖的方向发展。这种变化可能会对全球地质环境造成深远的影响,其影响可能是负面的或不利的。

(一)未来中国气候变化趋势

中国科学家对近100年和近50年中国的气候变化历史进行了系统研究,研究发现:中国的气候变化与全球变化有相当的一致性,但也存在明显差别。在全球气候变暖背景下,近100年来中国年地表平均气温明显增加,升温幅度约为0.5~0.8℃,比全球同期平均值略强;从全国平均来看,近100年和近50年的降水量趋势不明显,但1956年以来出现了微弱增加趋势;近50年来中国主要极端天气气候事件的频率和强度出现了明显变化,寒潮事件频数显著下降,华北和东北地区干旱趋重,长江中下游地区和东南地区洪涝加重[7]。

2007年1月,中华人民共和国科学技术部、中国气象局和中国科学院等部委联合发布了《气候变化国家评估报告》,系统总结了我国在气候变化方面的科研成果,评估了在全球气候变化背景下中国近百年来的气候变化观测事实及其影响,预测了21世纪的气候变化趋势。该报告预测,21世纪我国气候变化将呈现以下趋势[7]:

(1)气候变暖趋势不可避免。21世纪中国地表气温将继续上升,其中北方增温大于南方,冬春季增温大于夏秋季。气候模式模拟结果表明:与2000年比较,2020年中国年平均气温将增加1.1~2.1℃,2030年增加1.5~2.8℃,2050年增加2.3~3.3℃;降水量也呈增加趋势,预计到2020年,全国平均年降水量将增加2%~3%,到2050年可能增加5%~7%。降水日数在北方显著增加,南方变化大。

(2)气候变率增大。HadCM2模式模拟结果表明,在CO21%增长率情景下,2020年、2050年和2080年增温最大的月份与最小月份之差分别可达到0.8℃、1.0℃和1.3℃;在CO20.5%增长率情景下,虽然极端值的差别没有1%情景下的差别那样明显,但是也可以明显看出季节之间增温的幅度增大。随着温室气体浓度的增加,地面气温增量的年较差也不断增大。与地面气温增量的季节变化类似,降水量变化的年较差也随着温室气体浓度的增加而不断增大。

(3)极端天气气候事件增加。未来中国的极端天气气候事件发生频率可能出现变化。区域气候模式的预估结果表明,中国地区的日最高和最低气温都将升高,但最低气温的升高更为明显,气温日较差将进一步减小。未来南方的大雨日数将显著增加,暴雨天气可能会增多。

(二)气候变化对地质环境的影响

过去半个多世纪中国地质环境变化是在自然驱动因素和人为驱动因素共同作用下的结果。由于人类活动变化的剧烈性和持续性,地质环境变化更多地表现为人为驱动因素作用下的结果。气候变化所造成的地质环境变化,往往为人类活动干扰所掩盖,为研究工作带来了极大困难。目前,关于气候变化对环境影响的研究刚刚起步,定量评估方法和结果还存在很大的不确定性[7]。根据未来中国气候变化趋势,可以推断出对地质环境的可能影响,主要包括以下几个方面:

(1)大雨日数与强降水事件的增加,可能会诱发更多的突发性地质灾害。滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害主要是由暴雨所诱发的。据全国县、市地质灾害调查统计,暴雨所诱发的滑坡占所调查滑坡总数的90%,暴雨所诱发的崩塌占所调查崩塌总数的81%[8]。滑坡、崩塌、泥石流等突发性地质灾害发生频次与强降水事件呈正相关关系。区域气候模式模拟结果表明,在2070年前后,中国南方地区在温室效应作用下,大雨日数将显著增加,特别是在东南地区的福建和江西西部,以及西南地区的贵州和四川、云南部分地区,未来暴雨发生的天气会增多(表5-1)。强降水事件增多的地区,多是突发性地质灾害中、高易发区。所以,未来暴雨诱发的突发性地质灾害在一些地区可能呈现出增加的趋势。

表5-1 区域气候模式模拟的2070年中国各大区平均降水变化表单位:%

资料来源:据《气候变化国家评估报告》

(2)极端天气气候事件的增多,可能会导致对地下水的依赖程度增加。模拟结果表明,未来50~100年,北方部分省份(宁夏、甘肃、陕西、山西、河北等)多年平均径流深减少2%~4%,南方部分省份(湖北、湖南、江西、福建、广西、广东、云南等)增加24%,北方水资源短缺现状还将继续。对未来气候变化趋势的预估,未来20年中国夏季降水存在着由南涝北旱型向南旱北涝型转变的可能性。未来气候变率的增大和干旱、洪涝等极端天气气候事件的增加,可能对现有的水资源供给格局形成挑战,经济社会的水资源保障程度相应地受到影响。由于地下水时空分布具有相对广泛、均衡的特点,在降水与地表水变数增加的情况下,经济社会对地下水的依赖程度可能会有所增加,开采地下水所诱发的地质环境问题亦随之增加。2009年秋至2010年春西南地区长达5个多月的干旱灾害,证实了这种可能性的存在。旱灾波及云南、贵州、广西、四川、重庆西南5个省(区),旱情持续时间之长、受灾面积之大、影响范围之广,为百年一遇。以云南省为例,2009年7月1日至2010年1月20日,平均降水量比多年同期偏少了29%,为气象观测记录以来同期最少降水量[9]。为解决旱灾造成的人畜饮水困难,各地启动了抗旱找水打井工作。据国土资源部统计,截至2010年6月,国土资源系统在云南、贵州、广西3省(区)的26个市(州)156个县(区),共完成2703眼,成井2348眼,累计日出水量36×104m3,解决了520万人饮水问题[10]。入汛以后,南方连续出现了8次大范围强降雨过程,广西大部、湖南南部、广东、福建、江西等地局部出现强暴雨,降水量比往年多5成以上。受长时间干旱和短时间多次强降雨的作用,广西、四川、江西等地出现了多个“天坑”[11]。中国地质调查局经过调查认为:这些“天坑”实际上是地面塌陷,主要发生在岩溶区,因长期干旱、强降雨等气候因素和工程建设、地下水抽采等人为活动引发形成。

(3)受海平面上升和极端气候事件影响,海岸带地质环境恶化风险加大。中国沿海海平面近50年来总体呈上升趋势,平均上升速率约为2.5mm/a[12]。据预测,未来气候变暖,入海河流水量的减少,将加重河口盐水入侵,海平原上升和入海河流泥沙量的减少,将加剧海岸侵蚀,黄河三角洲增长减缓,甚至衰退,海岸低地被淹的范围将可能增加[13]。海岸带是中国人口密集、经济发达的地区,应对全球变化对地质环境造成的负效应,应及早未雨绸缪。

7、历史时期的气候变化是什么?

从第四纪更新世晚期,距今1.1万年前后开始,地球从第四纪冰期中的最近一次亚冰期,进入到现代的亚间冰期,人们也称之为冰后期。这一段时间大体上相当于人类进入到有文字记载的历史时代。关于这时期的气候,挪威的冰川学家曾做出近10000年来的雪线升降图,说明雪线升降幅度并不小,表明冰后期以来,气候有明显的变化。中国有悠久的历史记载,竺可桢将这些记载加以整理分析,发现我国在5000多年来的气候有4次温暖期和4次寒冷期交替出现。

在公元前3000~前1000年左右,即从仰韶文化时代到安阳殷墟时代,是第一个温暖期,这个时期大部分时间的年平均温度比现在高2℃左右,最冷月温度约比现在高3~5℃。

公元前约1000年~前850年(周代初期),有一个短暂的寒冷期,温度在0℃以下。

公元前770年~公元初年,即秦汉时代,又进入到一个新的温暖时期。

公元初年~公元600年,即东汉、三国到六朝时代,进入第二个寒冷时期。

公元600~1000年,即隋唐时代,是第三个温暖期。

公元1000~1200年,即南宋时代是第三个寒冷期,温度比现代要低1℃左右。

公元1200~1300年,即宋末元初,是第四个温暖期,但是这次不如隋唐时那样温暖,逐渐由淮河流域移到长江流域以南,如浙江、广东、云南等地。

在公元1300年以后,即明、清时代以来,是第四个寒冷期,温度比现代要低1~2℃。

近5000年来,虽然是寒冷期与温暖期交替出现,但是总的趋势是由温暖向寒冷变化,寒冷期一次比一次长,一次比一次冷。在第二次寒冷期,只有淮河在公元225年有封冻。而在第四个寒冷期的1670年,长江都几乎封冻了。

有趣的事情是:挪威冰川学家用雪线高度表示气温升降,竺可桢用的是历史文献记载资料,结果却十分一致,说明冰后期以来的气候变化具有全球的普遍性,绝对不是一种巧合。近代的气候变化从1850年农业机械化开始以来,近100多年来的气候变化,我们称之为近代气候变化。近百年来气候变化的基本趋势是:1961年以后的世界气候与20世纪前半期相比有显著不同,而与19世纪后半期相类似。从19世纪末期开始,到20世纪40年代,是世界性气候增暖时期,增暖的趋势在20世纪40年代达到顶峰,以后温度下降,20世纪60年代后变冷更加明显,这次变化很可能是近10000年来的一次气候振动。

这种振动可以从大气环流变化中得到解释。根据英国气候学家拉姆巴的说法,从1895年开始,世界环流突然由经向环流占优势的时期,转变为纬向环流占优势的时期。从此,纬向环流不断加强。到1940年前后达到最盛时期;随后,纬向环流又逐渐减弱,经向环流又逐渐加强,到1961年前后,纬向环流显著减退,重新恢复成为经向环流占优势的时期。

在纬向环流强盛时期,气旋性活动增强,行星风系影响加剧,南北半球的气候带向两极方向移动。在纬向环流衰弱的时期,反气旋性活动加强,季风发达,南北半球高低纬度之间气流交换频繁。地球上的气候带向赤道方向移动。可见,世界环流模式的改变,对全球性气候变化的影响多么巨大。

8、全球气候变暖后的七大后果

全球变暖的后果:

1. 气候变得更暖和,冰川消融,海平面将升高,引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失,海岸侵蚀,海水入侵沿海地下淡水层,沿海土地盐渍化等,从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡,给海岸带生态环境系统带来灾难。

2.水域面积增大。水分蒸发也更多了,雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大,水库大坝寿命缩短。

3.水温升高可能会给南极半岛和北冰洋的冰雪融化。北极熊和海象将灭绝。

4.许多小岛将无影无踪;将感染疟疾等传染病……

5.因为还有热力惯性的作用,现有的温室气体还将继续影响我们的生活。”

6.温度升高,会影响人的生育,精子的活性随温度升高而降低…….

7.卫星的运行速度也会加快,各大山脉会变高

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