如何应用全球气候模型

1、我想找一篇有关与全球气候对人类的影响的文章

虽然目前关于气候变化的预测还存在着很多不确定性[1]，其预测的结果也不一定准确，但是现有大量证据已表明：由于人类活动的影响，大气中二氧化碳浓度已由工业革命前的 280μmol/mol 增加到 90 年代初期的 350μmol/mol[2、3]，与此相对应，地球表面的年平均温度在一个多世纪以来也上升了 0.6℃[4]。因此，人类活动所引起的温室效应在不断加强是毋庸置疑的。许多科学家坚信：即使以目前 CO2 排放的速率计算，到本世纪中后期，大气中二氧化碳浓度将倍增[4～6]，因此，在未来的一百年中全球气候格局将发生变化基本上是可以肯定的。目前，虽然各种大气环流模型 (GCMs) 对未来气候变化预测的量上不尽相同，但其所预测的未来气候变化的总体趋势基本趋于一致[7]。纵观现有对大气中二氧化碳浓度倍增后有关未来气候变化的预测结果，可归结为以下几点：①全球平均气温将升高 1.5～4.5℃，全球气候带将向极地方向发生一定程度的位移；②最低温度的增幅比最高温度的增幅大，夜晚温度的增幅比白天温度的增幅大，冬季增温比夏季增温明显；③全球降雨量总体上有所增加，但全球降雨的格局将发生改变，降雨量可能因不同的地区和不同的季节而有很大的区别（如沿海地区的降雨将增加，而内陆地区的降雨则不变甚至减少）；④由于蒸散作用所损失的水分远大于降雨增加的量，因此中纬度内陆地区的夏季干旱将明显增加[7]。由于未来气候的变化可能将对全球的生态环境、社会和经济等产生巨大的影响，这是人们对气候变化密切关注的主要原因。

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[8]，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[7～9、13]。人们通过气室实验和模型模拟，在时间尺度上从几天到几世纪及在空间尺度上从叶片到个体、种群、群落、生态系统、景观、区域及全球等各个层次来阐述气候变化对树木生理、物种组成和迁移、森林生产力以及物种和植被分布等多方面的影响。

1 全球气候变化对森林生态系统结构和物种组成的影响

森林生态系统的结构和物种组成是系统稳定性的基础，生态系统的结构越复杂、物种越丰富，则系统表现出良好的稳定性，其抗干扰能力越强；反之，其结构简单、种类单调，则系统的稳定性差，抗干扰能力相对较弱。千万年来，不同的物种为了适应不同的环境条件而形成了其各自独特的生理和生态特征，从而形成现有不同森林生态系统的结构和物种组成。由于原有系统中不同的树木物种及其不同的年龄阶段对 CO2 浓度上升及由此引起的气候变化的响应存在着很大的差别。因此，气候变化将强烈地改变森林生态系统的结构和物种组成。气候变化可能通过以下途径使森林物种组成和结构发生改变。

（1）温度胁迫：温度是物种分布的主要限制因子之一，高温限制了北方物种分布的南界，而低温则是热带和亚热带物种向北分布的限制因素。在未来气候变化的预测中，全球平均温度将升高，尤其是冬季低温的升高，这对于一些嗜冷物种来说无疑是一个灾害，因为这种变化打破了它们原有的休眠节律，使其生长受到抑制；但对于嗜温性物种来说则非常有利，温度升高不仅使它们本身无需忍受漫长而寒冷的冬季，而且有利于其种子的萌发，使它们演替更新的速度加快，竞争能力提高。

（2）水分胁迫：虽然现有大气环流模型预测全球降雨量将有所增加，但是由于地区和季节的不同而存在很大的差别。例如预测的结果还表明，在中纬度内陆地区其降雨会相对减少尤其是在夏季，在一些热带地区其干旱季节也将延长。此外，气温升高也将导致地面蒸散作用增加，使土壤含水量减少，植物在其生长季节中水分严重亏损，从而使其生长受到抑制，甚至出现落叶及顶梢枯死等现象而导致衰亡。但是对于一些耐旱能力强的物种（如一些旱性灌丛）来说，这种变化将会使它们在物种间的竞争中处于有利的地位，从而得以大量地繁殖和入侵。

（3）物候变化：冬季和早春温度的升高还会使春季提前到来，从而影响到植物的物候，使它们提前开花放叶，这将对那些在早春完成其生活史的林下植物产生不利的影响，甚至有可能使其无法完成生命周期而导致灭亡，从而导致森林生态系统的结构和物种组成的改变。

（4）日照和光强的变化：日照时数和光照强度的增加，将有利于阳性植物的生长和繁育，但对于耐阴性植物来说，其生长将受到严重的抑制，尤其是其后代的繁育和更新将受到强烈的影响。

（5）有害物种的入侵：有害物种往往有较强的适应能力，它们更能适应强烈变化的环境条件而处于有利地位。因此，气候变化的结果可能使它们更容易侵入到各个生态系统中，从而改变由于系统的种类组成和结构。此外，气候变化还将通过改变树木的生理生态特性（如气孔的大小和密度、叶面积指数等）和生物地球化学循环等途径对不同物种产生影响。而不同物种的耐性、繁殖能力和迁移能力在新系统的形成中也起着重要的作用。总之，气候变化对森林生态系统的结构和物种组成的影响是各个因素综合作用的结果。它将使一些物种退出原有的森林生态系统中，而一些新的物种则入侵到原有的系统中，从而改变了原有森林生态系统的结构和物种组成。这些影响对不同森林生态系统之间的过渡区域可能尤为严重。

2 全球气候变化对物种和森林类型分布的影响

气候是决定森林类型（或物种）分布的主要因素，影响森林生态系统特点和分布的两个最为显著的气候因子是温度的总量和变量以及降雨量。植被（物种）分布规律与气候之间的关系早就被人们所认知，并由此而提出一系列气候—植被分类系统（如 Holdridge 生命带、Thorn thwaite水分平衡及 Kira 温暖指数和寒冷指数等）。当前，人们正是基于气候与植被（或物种）间的关系来描绘未来气候变化下物种和森林分布的情形。而另一个有利于气候变化对物种和森林分布影响的证据是来自于全新世大暖期物种的迁移和灭绝，但是，与全新世相比，未来全球温度升高的速率更大，全球自然景观也因人类活动的影响而发生了巨大的变化，因此，未来气候变化将给物种和森林的分布带来更为严重的影响。目前，大多数有关气候变化对森林类型分布影响的预测都是根据模拟所预测的未来气候情形下森林类型分布图与现有气候条件下森林分布图的比较而得到，其结果都认为各森林类型将发生大范围的转移[13～16]。例如 Smith 等人[13]利用 Holdridge 模型，根据 GCMs 对气候变化的估测结果来预测未来植被分布的变化，他们发现森林类型的分布将发生相当大的转移，例如北方森林转化为寒温带森林、寒温带森林转化为暖温带森林等，寒温带和热带森林的面积趋于增加，北方森林、暖温带森林和亚热带森林的面积则将减少。Neilson[17] 同样发现森林覆盖的显著转移。然而需要指出的是这仅仅考虑了气候因素对森林分布的影响，而其它环境因子在森林的分布中实际上也起着很大的作用；此外，他们通常把某一森林类型作为一个整体（如温带森林等），而且认为它与气候之间是一种平衡关系，但实际情况并非如此。因为不同物种对气候变化的响应以及迁移能力等差异很大，因此，森林类型的转移（如从北方森林转化为寒温带森林）在很大程度上取决于不同物种通过景观的运动和新物种侵入现有群落中的能力。对于大多数物种来说，其迁移的时间尺度或许是几个世纪[18]。

由于在不同的区域其未来气候变化的情形不一致，而不同的森林类型也有其独特的结构和功能等特点，因此，气候变化对各个森林类型的影响是不同的。

（1）热带森林生态系统：一般认为，随着全球气候变暖，热带雨林的更新将加快。总体上，热带雨林将侵入到目前的亚热带或温带地区，雨林面积将有所增加，如李霞等[16]对我国植被在不同气候变化条件下（温度升高 4℃，降雨增加 10%；温度升高 4℃，降雨不变及温度升高 4℃，降雨减少 10%3 种情况）的模拟预测认为：全球气候变化后，我国热带雨林的面积将显著增加。但是有些地区降雨的减少也可能加速季雨林和干旱森林向热带稀树草原 (Sava na)的转变。此外，从对环境变化的适应性来看，热带森林比温带森林更娇气一些，它的生长与水分的可利用性和季节性关系更为密切，所以热带森林在其干旱的边缘地带被草地或稀树草原的吞食以及周围村落等人为活动等影响下，可能会变得比较脆弱。全球气候变暖的模式表明：湿热带区域的平均气温上升比中、高纬度地区要小，一般只有 1～2℃，但降雨量可能增加较多，降雨过多，土壤积水，就要限制湿热带许多森林的生长。此外，不按季节的降雨，会使大多数树木不落叶，地面的枯枝落叶层不能形成，节肢动物，如蜈蚣、甲虫等因缺乏栖息生境和食物而大量减少，由此影响到生物链上的一系列物种，进而影响整个森林生态系统的物质流、能量流，使原本复杂多样的森林生态系统失稳、简单化，直至构成一个更为脆弱的新平衡体系。此外，随全球变暖而增加的热带风暴对热带森林的结构和组成以及分布也将产生重大的影响。

（2）温带森林：温带森林是受人类活动干扰最大的森林，地球上现存的温带森林几乎都成片断化分布，因此，未来气候变化对温带森林的影响是巨大的。一般认为，随着全球气候变暖，温带将向极地方向扩展，而温带森林也将侵入到当前北方森林地带，而在其南界则将被亚热带或热带森林所取代，同时由于温带内陆地区将受到频繁的夏季干旱的影响，从而导致温带森林景观向草原和荒漠景观的转变。因此，温带森林面积的扩张或缩小主要取决于其侵入到北方森林的所得和转化为热带或亚热带森林及草原的所失。目前大部分模拟预测都认为温带森林面积将减少[13、15～17]。此外，由于温度的升高及夏季干旱频度和强度的增加，火干扰可能对未来气候变化下温带森林的变化起着决定作用。

（3）北方森林：北方森林被认为是目前地球上最为年轻的森林生态系统，还处于不断地形成和发育之中，易于受到各种外部因素的干扰。而在未来的气候变化中，由于高纬度地区的增温幅度远比低纬度地区的增温幅度大，因此，目前的研究基本一致地认为气候变化对北方森林的影响要比对热带和温带森林的影响大得多，而且其面积将大大减少[13、15、17]。

3 全球气候变化对森林生产力的影响

森林生产力是衡量树木生长状况和生态系统功能的主要指标之一。大气中 CO2 浓度上升及由此而引起的气候变化被认为将改变森林的生产力。这主要表现在 CO2 浓度升高的直接作用和气候变化的间接作用两个方面。一般认为，CO2 浓度上升对植物将起着“肥效”作用。因为，在植物的光合作用过程中，CO2 作为植物生长所必须的资源，其浓度的增加有利于植物通过光合作用将其转化为可利用的化学物质，从而促进植物和生态系统的生长和发育。目前，大部分在人工控制环境下的模拟实验结果也表明 CO2 浓度上升将使植物生长的速度加快从而对植物生产力和生物量的增加起着促进作用，尤其是对 C3 类植物其增加的程度可能更大[19～24]。但是，并不是所有的植物都对 CO2 浓度升高表现出一定的敏感性，也有一些研究表明：即使在高水平营养供给下，同样还有许多物种对 CO2 浓度的升高没有反应[25～27]。此外，CO2 浓度升高对植物的影响根据其所在的生物群区、光合作用方式和生长形式的不同而存在着较大的差异。Wisley[28] 分析了目前的有关研究发现：来自热带和温带生物群区的植物比来自极地生物群区的植物对 CO2 升高的响应大；来自温带森林的物种比来自温带草原的物种对 CO2 的响应大；落叶树比常绿树对 CO2 的升高更为敏感。简言之，生长速率快的物种比生长速率慢的物种对 CO2 升高的响应更大[28～29]。然而需要指出的是所有这些实验几乎都是在人工气室中的盆栽实验，其实验时间相对较短（从数天到几年），而且有充足的养分和水分供给。此外，对于那些生长在野外的植物如何受 CO2 浓度升高的长期影响还不是很清楚，尤其是有关木本植物影响的研究在盆栽实验中往往选择幼苗作为对象，而其成熟个体所受的影响是否与其幼苗一样也不清楚[29]。一般认为，CO2 浓度升高对森林生产力和生物量的增加在短期内能起到促进作用，但是不能保证其长期持续地增加[27]，因为，在竞争环境中生长的树木对 CO2 升高的反应常常表现出比单个生长的树木的反应要小[30]，而森林物种组成的长期变化也能间接地影响森林生产力[20]。此外，CO2 浓度的升高将使植物叶片和冠层的温度增加以及气孔传导率下降[21、31、32]，从而使植物受到热量的胁迫，使其生长被抑制。CO2 所引起的温度升高似乎对植物的生长又将进一步产生负面作用，因为大气环流模型对气候的预测结果认为晚上的增温幅度将比白天要高，这样就可能使植物在晚上的暗呼吸作用加大，从而白白“耗费”大部分初级生产力；其次，温度的升高将增加土壤水分蒸发量，导致土壤水分下降，从而可能引起植物的“生理干旱”，限制植物的光合作用和生长速度[28]；此外，温度的升高还会增加土壤微生物的活性，加速有机质的分解速率和其它物质循环，改变土壤中的碳氮比，使植物的生长受到氮素缺乏的制约[22、33～35]。因此，要准确评估 CO2 浓度上升对森林生产力和生物量的影响还存在很大的困难，这不仅需要综合考虑各个影响因素，而且也要求我们进行长期的野外观测和实验。

除受上述各种因素影响外，森林生产力和生物量也受到气候因素（温度和降雨）的强烈影响。由于生产力与气候（水热因子）间存在着一定的关系，因此，人们常用气候模型（如 Miam i模型、筑后模型等）估算大尺度生产力。对于未来气候变化对生产力的影响也常利用大气环流模型 (GCMs) 对未来气候预测的结果通过各种气候模型来模拟，然后与当前气候情形下所模拟的结果相比较[36、37]。由于不同的 GCM 对未来气候预测的结果不同，因此对生产力变化的预测也表现出一定的差异。此外，气候变化对森林生产力影响的预测仅仅考虑气候与生产力的线性平衡关系，而没有考虑其它因素的影响；在预测过程中假定森林植被的分布不随气候的变化而发生改变；预测中所选用的气候因子是其年平均的年际变化，而没有考虑其季节变化。所以，其预测的结果并不能准确地反映出未来的实际情况。

4 存在的问题及建议

前面论述了气候变化对森林生态系统物种的组成和结构、物种和森林类型分布以及系统生产力的可能影响。但是需要指出的是，当前有关气候变化对森林生态系统影响的研究还存在很多的不足之处，主要体现在以下几点：

（1）对温室气体所引起的气候变化的预测存在着严重的局限性：首先，大气环流模型 (GCMs) 对未来气候情形的预测通常采用大网格（50×50 经纬网格或更大）模拟，从而降低了对气候变化预测的准确性（尤其是对一些特殊区域），因此，这往往制约了人们对气候变化影响的评估；其次，这些模型本身极大地简化了控制气候的复杂的物理过程，其结果是使得这些模型在区域气候变化的预测上常常不一致，因此，其预测的气候情形很难说是未来气候的预言[38]。

（2）仅考虑气候因素的影响而忽略了其它环境因子的作用：目前大多数有关气候变化对森林生态系统潜在影响的预测都是根据一个假设，即气候（温度和水分）对树木物种的分布、森林类型以及生物群区和森林生态系统过程发挥最主要的限制作用，是控制树木物种和森林类型分布的惟一因素。这意味着在现有的模拟预测研究中是利用当前树木（或森林）分布与气候间的相关性来预测其未来分布的变化。基于这一假设，大多数预测结果表明：树木物种及森林的分布将发生很大的变化，而且这些变化也许与显著的树木死亡、森林下降和森林覆盖的丧失相关。然而，制约树木和森林分布的气候因子间的相关性可能将随气候变化而改变。在所预测的未来气候变化情形下，冬季尤其是在北方将增温快，因此，对未来气候增温的趋势而简单地引起现有气候带北移的假设是不合理的。所以，尽管这些模型对当前气候—植被间关系的模拟与实际相当吻合，但对未来气候变化情形下物种与森林的预测则不一定适用。此外，除气候因素外，树木和森林的分布还受到一些区域性环境因子（如土壤类型、质地、深度和组成、水分的可利用性、坡度、坡向、海拔及现有物种的组成等）的影响。尽管某一地方的气候对一些树木和森林比较适宜，但是区域性环境因子可能限制其在该地的分布。综上所述，仅仅从气候因素的变化来预测未来树木和森林的分布有其局限性和主观性。

（3）现有气候变化对树木和森林生态系统影响的研究常集中在单个物种或是把各个森林类型作为一个整体，忽略了不同物种之间的竞争机制。众所周知，自然界不同的物种都是互相影响互相依存的，每一个物种通过对资源的竞争占据着生态系统内相关的时间和空间位置，即每个物种有其独自的生态位（niche）。生态位的概念又可分为基本生态位（fundamental niche）和实际生态位（realized niche）。基本生态位是指物种在理论上所能占据的最大生态位空间位置，实际生态位是指理论生态位和物种竞争作用的结果，即物种在生态系统中实际占据的生态位空间。但是物种的生态位并非一成不变。由于每个物种对气候变化的反应不同，当一个物种暴露在新的气候条件下，往往可能改变其原有的竞争组合，而与其他物种形成新的竞争关系。因此随着气候的变化，实际生态位也将随着不同物种竞争组合的变化而发生改变。而生态系统的演替和发展正是这种不同物种间相互竞争作用的结果。由此可见，物种间的竞争在生态过程中起着重要的作用。但是现有气候变化模拟的预测却认为：只要某地气候条件没有限制，那么相关的树木就可以在该地分布。这往往混淆了基本生态位和实际生态位间的概念，也就是说这些预测缺乏对物种竞争的了解，因此，它们很难真实地反映未来树木和森林的分布状况。当然，有一些模型也能很好地反映出物种的竞争关系，如林分模型（stand model or gap model），但是由于其模拟的尺度较小（常小于 1hm2），因而在放大到区域和全球尺度上时容易出现偏差。

（4）关于物种迁移的评估：由于现有模型的预测只考虑气候因素，认为气候与物种和森林之间存在着一种平衡关系，因此其结果认为气候变化能立即导致物种和森林的位移。然而，实际上物种对气候的变化往往有一定的耐性，其迁移在时间尺度上常常表现出滞后于气候变化的速率，这种滞后的时间尺度可达一、二百年甚至
更长[18]。因此，物种的迁移与气候的变化是非平衡的。此外，物种对气候变化的适应还受其迁移能力、迁移速率和地形及地貌的影响。与全新世气候变化对物种迁移的影响相比，未来气候变化对物种的影响更大，因为受人类活动的影响，自然景观已经发生了很大的变化，而景观的破碎化已经成为物种迁移的严重障碍。因此，即使一些地方的气候适于物种的生存，但可能因自然景观的隔离而使物种不能到达，从而可能造成一些物种的灭绝。但是当前的预测模拟却很少或者没有考虑物种的耐性、迁移能力、迁移速率以及迁移障碍等因素对物种的影响。

（5）没有考虑森林变化对气候变化的反馈作用及其进一步对森林的影响：森林与气候之间通过陆地表面与大气间的物质、能量和水分的相互交换而互为
影响[39～41]。气候变化对森林的影响是多方面的，包括对森林生产力和生物量、森林的物种组成和结构、森林的分布、森林的生物地球化学循环和森林的水分平衡等，而森林的这些变化可能对气候产生一定的反馈作用。首先，森林碳循环的改变，可能使森林成为大气中 CO2 的源或汇，造成大气中 CO2 浓度的升高或降低，从而进一步加强或削弱全球变暖趋势；其次，森林结构和分布的变化将改变地表原有的反射率和全球的水循环模式。所有这些将对气候的变化产生一定的影响，从而进一步影响到森林的结构和功能，因此，森林与气候间的相互作用是非常复杂的。所以，现在有关的模型预测研究中为了避免这种复杂的关系，往往很少考虑到气候变化所引起的森林变化对气候的反馈作用。

（6）缺乏对极端气候事件的考虑：目前有关气候变化对森林生态系统影响的预测所采用的气候指标都是年平均的变化，而很少或没有考虑其季节变化和极端气候事件。但是，未来全球气候变暖却可能会使极端高温和寒冷的频度和强度加大以及气候的季节波动更为明显[42]，而极端高温或低温对很多物种来说可能是致命的。气候变化的另一个间接结果就是可能使极端灾害（如火灾、虫灾、干旱、飓风和热带风暴等）的发生频率和强度增加。例如，夏季的高温和干旱条件使火灾发生的可能性增加；高温和高湿则将有利于一些有害昆虫的生长繁育；海温的升高也为飓风和热带风暴的发生提供了有利的条件。很多科学家认为极端气候事件为人类生存环境带来的危害将更加严重[42～43]。极端灾害的增加将对森林景观造成严重的威胁。火灾和虫灾的频繁发生将对温带森林景观的演替和发展造成严重的干扰和破坏，导致出现一些偏途演替群落，甚至造成森林景观的消失；而飓风和热带风暴对于热带雨林来说其破坏力是巨大的，它们对雨林生态系统结构的改变往往起着决定性作用。然而，现在模型预测的研究却很难对这些极端气候事件作出评估。

此外，物种的进化以及人类活动在森林对未来气候变化的适应中也起着重要的作用。以上对当前有关气候变化对森林影响模拟预测研究工作进行了一些论述。虽然现有的模型研究还存在一定的缺陷，但是我们并不能因此而放弃对气候变化有关影响的研究。然而，为了更准确地预测未来气候变化对森林生态系统的影响，在提高对未来气候变化格局预测精度和准确度的同时，必须加强对森林的结构和动态、物质和能量的交换过程、生物地球化学循环及其它有关的生态过程进行详尽的研究。因此，要求我们设计一些样地进行长期的观测，尤其是对不同生态系统类型间过渡区各种变化的研究。而样地的设计应力求做到包括多种空间尺度和类型，以保证其时间上、空间上和气候梯度上的连续性，从而使获取的数据能为模型的设计和尺度的转换提供基本的信息。如 90 年代初期国际地圈—生物圈计划（IGBP）开始实施的全球变化与陆地生态系统（GCTE）项目已开始注重在各种尺度上对各生态过程的研究，它们在全球各个气候带上选取典型样带，以保证数据的代表性。此外，在模型设计中，各个参数的选择要尽可能地反映自然界的真实情况。虽然现在各类模型都存在一定的缺陷，但它们也有各自的优点，如何使它们扬长避短，发挥各自的优势，也是当前亟待解决的问题。因此，各类模型的相互结合、相互渗透也是当前更为准确地预测未来气候变化对森林影响的趋势[44、45]。

总之，气候变化对森林生态系统的影响是多方面的、复杂的。要正确评价森林生态系统对气候变化的响应，就必须对森林的结构和动态、物质和能流的交换过程以及气候和其它环境因素与森林间的相互作用进行全面和充分的了解。

参考文献

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10 Peters R L. Effects of global warming on forest [J].

2、全球气候分布模型图怎么画？

参看这个吧，你可以只画中间部分，包括纬度在内。

3、世界如何应对全球气候变化

等死，不可能，我们这么爱传宗接代。
主要寄托于以下三点：
1.新能源大量使用，减少对应的化石燃料的排放，或者加大各种能源利用率，比如核电。
2.保护海洋，森林湿地，草原。
3.太空移民，将大量人类移居到火星，太空城

4、全球气候都在变暖，为什么只有 东京是例外

海平面上升
地球上出现高温天气，并不意味着迈阿密的生活方式将向非洲看齐，但却的确导致了海平面的上升。高温天气怎么会导致海平面上涨呢？原来气温过高会造成冰山消融。海冰和极地冰盖不断融化，使海洋里的水量增多，就造成了海平面升高。

如果沙滩被海水淹没，人们会失去很多乐趣。目前世界上有很多像迈阿密这样的城市都面临着海平面上升带来的威胁。

融化的冰川
观测冰川是否消融并不需要借助特殊设备。原来覆盖在苔原表面的冻土由于表面温度升高而融化后。

热浪侵袭
2003年，现在则生活在北极。

破坏生态系统
气候变化和二氧化碳增多是对人类生态系统的一项测试。比起150年前，造成经济收入损失约总收入的15%，财产损失至少为1350亿美元[来源：全球发展与环境研究所。严重的风暴和洪水造成的农业损失多达数十亿美元，同时治疗传染性疾病和预防疾病传播也需要很多开销。极端天气也会造成极其严重的经济滑坡。2005年破纪录的飓风在路易斯安那州停留数月、森林砍伐、海洋变暖、无法适应气候等原因而灭绝。野生动物研究者注意到更多的弹性迁移，动物从遥远的北方迁徙到遥远的南方，药品和其他对人类生存产生影响，而不是对生活方式产生影响的生存条件。
珊瑚白化仅仅是全球变暖对生态系统产生的有形影响之一。
有证据证明气候变化对自然生态系统产生影响，或者说它影响着一切，如红狐，它指的是全球的气候变化当提起全球变暖时，现在的冰川已经消融了不少。在最近100年里。科学家通过观察白化和死亡的珊瑚礁发现这是海水变暖造成的。

经济问题
随着温度的增高，全球平均气温大约增长了0.8摄氏度[来源：环保局]：环保署。

暴风雨和水灾
专家用气候模型预测出，全球气温上升会对降水造成影响，塔夫茨大学]。

生物多样化丧失
全球气温的上升.1到6，更多恶劣天气。气候变化影响全球的水文和生物状况，寻找维持其生存所需的栖息地，与现在的气候状况相比，到21世纪末.4摄氏度[来源。

科学家通过观察、水和生物生活的变化息息相关.4摄氏度的增长速度.1-6。同时一些植物漂移，动物改变栖息地的现象，它威胁着淡水，清洁的空气，燃料和能源资源，粮食：环保局]。

在这篇文章里，横扫欧洲的致命热浪害死了约3.5万人，这可能是科学家在20世纪初开始跟踪的酷暑趋势的预兆[来源。有些变化只是几十年间的事情，从寒冷的冰河世纪到热的像烤箱一样的时期，人们面临饥饿威胁的危险越来越高，曾经的北美居民：微软全国广播公司]，以及这种变化对自然和人类生存环境的影响，我们将看到气候变化造成的十大影响，包括一些可以观测到的立竿见影的影响，和一些通过气候模型预测的影响。这使得全球的粮食生产和供给处于危险之中，到2050年约30%的现有动植物都会面临着灭绝的威胁[来源，科学美国人]。这些物种会因为荒漠化，弥补由于气候变化造成损失的花费越来越多，对物种生存的危害越来越大。如果年平均气温保持1，人们谈论的并不是今夏的温度比去年高了多少。相反，但有些变化却横跨几千年。但越来越频繁的超大风暴确实谁都不愿见到的：在短短30年里，四级到五级强烈飓风的发生频率几乎增加了一倍。

干旱
当世界上的一些地方被风暴和泛滥的洪水袭击时，另一些地方却遭受着干旱的威胁。随着气候变暖，专家估计旱情可能至少增加66% [来源：科学美国人]旱情的增加使供水量萎缩，并且导致农作物生产的质量下降、测量气象变化来研究气候。科学家使用电脑模型对将来的气候形势作出预测，现在上面生长着植被，全球的平均气温会增长1、雨和温度，它们都是相互联系的。科学家观测到长久以来地球的气候一直在不停变化，也都是由于空气和水的温度上升或冰盖融化的造成的。其中要考虑的是数十年来地球气候的变化，而不是单纯季节性的变化。而全球变暖这种说法本身就有些误导性，因为它让人们觉得气候会变热，而不是更干旱，包括风，这意味着世界上任何变化都与土地

5、怎么样理解全球气候变化的关键和焦点问题

全球气候变化

BIOX.CN 2005-4-14 9:41:00 来源：生命经纬

气候变化是一个最典型的全球尺度的环境问题.70年代,科学家把气候变暖作为一个全球环境问题提了出来.80年代,随着对人类活动和全球气候关系认识的深化,随着几百年来最热天气的出现,这一问题开始成为国际政治和外交议题.1992年联合国里约环发大会上,通过并开放签署《气候变化框架公约》.气候变化问题直接涉及经济发展方式及能源利用的结构与数量,正在成为深刻影响21世纪全球发展的一个重大国际问题.

一、气候变化及其趋势
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

二、影响气候变化的因素
自然界本身排放着各种温室气体,也在吸收或分解它们.在地球的长期演化过程中,大气中温室气体的变化是很缓慢的,处于一种循环过程.碳循环就是一个非常重要的化学元素的自然循环过程,大气和陆生植被,大气和海洋表层植物及浮游生物每年都发生大量的碳交换.从天然森林来看,二氧化碳的吸收和排放基本是平衡的.人类活动极大地改变了土地利用形态,特别是工业革命后,大量森林植被迅速砍伐一空,化石燃料使用量也以惊人的速度增长,人为的温室气体排放量相应不断增加.从全球来看,从1975年到1995年,能源生产就增长了50％,二氧化碳排放量相应有了巨大增长（见图2－2）.迄今为止,发达国家消 耗了全世界所生产的大部分化石燃料,其二氧化碳累积排放量达到了惊人的水平,如到90年代初,美国累积排放量达到近1700亿吨,欧盟达到近1200亿吨,前苏联达到近1100亿吨.目前,发达国家仍然是二氧化碳等温室气体的主要排放国,美国是世界上头号排放大国,包括中国在内的一些发展中国家的排放总量也在迅速增长,前苏联解体后,中国的排放量位居世界第二,成为发达国家关注的一个国家.但从人均排放量和累计排放量而言,发展中国家还远远低于发达国家（见表 3）.

图 2 1950－1995年全世界化石燃料燃烧产生的碳排放量

表 3 15个排放二氧化碳最多的 序号 国家 二氧化碳排放量（百万吨） 人均排放量（吨）
1 美国 4881 19.13
2 中国 2668 2.27
3 俄罗斯 2103 14.11
4 日本 1093 8.79
5 德国 878 10.96
6 印度 769 0.88
7 乌克兰 611 11.72
8 英国 566 9.78
9 加拿大 410 14.99
10 意大利 408 7.03
11 法国 362 6.34
12 波兰 342 8.21
13 墨西哥 333 3.77
14 哈萨克斯坦 298 17.48
15 南非 290 7.29

世界资源所有：世界资源（World Resources）1996－97
人为的温室气体排放的未来趋势,主要取决于人口增长、经济增长、技术进步、能效提高、节能、各种能源相对价格等众多因素的变化趋势.几个国际著名能源机构--国际能源局、美国能源部和世界能源理事会,根据经济增长和能源需求的不同情景,提出了人为二氧化碳排放的各种可能趋势.从这些情景和趋势来看,在经济增长平缓,对化石燃料使用没有采取强有力的限制措施的情况下,到2010年化石燃料仍将占世界商品能源的3/4左右,其消费量可能超过目前水平的35％,同能源使用相关的二氧化碳排放量可能增长30-40％.发展中国家的能源消费和二氧化碳排放量增长相对较快,到2010年,可能要从90年代初的不足世界二氧化碳排放量的1/3增加到近1/2,其中中国和印度要占发展中国家排放量的一半左右.即便如此,发展中国家人均排放量和累积排放量仍低于发达国家.到下一世纪中叶,发达国家仍将是大气中累积排放的二氧化碳的主要责任者.当然,如果世界各国采取更加适合环境要求的经济和能源发展战略,二氧化碳排放可能出现不同的前景（见表2－4）.

表 4 世界能源理事会预计的能源消费和 二氧化碳排放情况（1990－2020）
高增长（1990－2020） 修改的参考方案（1990－2020） 参考方案（1990－2020） 强化生态保护（1990－2020）
经济年增长（％）
经合组织国家/前苏联和中欧国家 2.4 2.4 2.4 2.4
发展中国家 5.6 4.6 4.6 4.6
世界能源需求的增加比例（％） 98 84 54 30
二氧化碳年排放量超过1990年的比（％） 93 73 42 5

世界资源所等：世界资源（World Resources)1996－97

三、气候变化的影响和危害
近年来,世界各国出现了几百年来历史上最热的天气,厄尔尼诺现象也频繁发生,给各国造成了巨大经济损失.发展中国家抗灾能力弱,受害最为严重,发达国家也未能幸免于难,1995年芝加哥的热浪引起500多人死亡,1993年美国一场飓风就造成400亿美元的损失.80年代,保险业同气候有关的索赔是140亿美元,1990到1995年间就几乎达500亿美元.这些情况显示出人类对气候变化,特别是气候变暖所导致的气象灾害的适应能力是相当弱的,需要采取行动防范.按现在的一些发展趋势,科学家预测有可能出现的影响和危害有：
1．海平面上升
全世界大约有1/3的人口生活在沿海岸线60公里的范围内,经济发达,城市密集.全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化,可能在2100年使海平面上升50厘米,危及全球沿海地区,特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地.这些地区可能会遭受淹没或海水人侵,海滩和海岸遭受侵蚀,土地恶化,海水倒灌和洪水加剧,港口受损,

6、全球变暖是以怎样的趋势在发展的？

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。

7、全球气候变暖~~我们人类应该怎么办????

改变世界的6摄氏度

地球正面临着转折点。
全球变暖虽然目前尚未失控，但很快就将一发不可收拾。危险的症兆随处可见，这是气候变迁带来的挑战。我们该如何减缓全球变暖？如果不采取措施，地球会有什么下场？全球气温正在升高，每上升1度都会对地球造成严重影响。1度，2度，3度，4度，5度，气温升高6度，后果将不堪设想。想象一下，如果21世纪全球变暖加剧，全球平均气温逐步上升，那么，下一场超级风暴，下一轮灼人热浪，下一场重大天灾将降临何处？争论已经落幕。科学家们一致指出：地球的平均气温确实已升高将近1℃，全世界严阵以待。由于各地出现的预警信息，人类利用数千艘船只，数万所陆上监测站，以及外太空的卫星，共同对地球进行监控。科学家们将获得的数据输入最先进的计算机模型，以此估算地球可能面临的未来。
预测结果令人担忧。四十年后，喜马拉雅山区的冰河，这个数百万人赖以生存的水源很有可能消失。格陵兰冰层可能在50年内全部融化。目前，亚马逊雨林的生物品种占全世界的一半，但这座雨林很可能在本世纪末变成一片不毛之地。目前的数据显示，全球均温已经升高了0.8℃，澳大利亚人口第二多的维多利亚洲遭遇到史上最严重的森林火灾高发期，许多人将这次临火高发期视为大自然给的警告，让世人警觉气候变迁的冲击。
“澳洲本来就是地球上最干燥的大陆，全球均温虽然只上升了不到1度。这里却因此失去了大量陆上水源。澳洲目前正遭遇一千年来最严重的干旱。”“全球变暖并不仅仅意味着全球均温的上升，还将彻底改变地球的自然机制。到时不是这里出现干旱，就是那里发生洪灾，甚至会出现同一地接连旱灾和洪水的情况。”
国家地理的专栏作家马克里内斯长期收集气候模型数据，了解气温每升高1度将对地球造成的破坏。“人们很难想象全球变暖的未来冲击。我想帮大家看清这个事实。因为不是人人都能理解相信汽车废气将在50年后融化喜马拉雅冰河这种结论。”虽然专家估计在未来100年内地球均温有可能升高6℃，但这并非不可逆转的结果。既使地球气温只有6度变化，也将造成严重影响。“如果全球均温出现6度的变化，低6度就是1万8千年前地球最后一次冰川时期的气温。当时的牛津被冰层环绕着，部分地区的冰冠厚达1英里以上。气温降低6度就能让地球重新迎来冰川期，那气温升高6度呢？
初期的变化主要表现在地球上空，大气层是一个缓冲区，它将地球表面与太空隔离开来，其中一小部分是温室气体，混合水气，二氧化碳、甲烷、氧化氩氮和臭氧。这就像一点罩住地球的圆盖。用来保存足够的太阳反射能量，以维持地球生物所需的正常气温。温室气体量越高，储存的热能就越多，这将对全球气候造成剧烈影响。
过去250年来，温室气体的排放量急剧增加。因为人类不断寻找到新的方法使能源的消耗量越来越大。我们没有意识到二氧化碳就是我们付出的代价。各种能源方便了我们的现代生活，但由此产生的二氧化碳却被排放到大气层，积存在我们呼吸的空气中。“二氧化碳含量被增聚就会造成全球性灾难。危险含量是百万分之四佰五十。现在已经是百万分之三百八十三。全球变暖再让地球均温上升1—2度，将导致严重的后果。
气温升高1度，美国某些最富饶的陆地就将重新沦为沙漠。
6000年前美国大半个西部都属于美洲沙漠，地球轨道的微小变化让夏季阳光稍微有所减弱，整个美国西部却因此出现了大幅转变。沙漠被薄薄的表层土覆盖，干沙隐藏到了地表几公分以下，只要气温升高1或2度，地表就会失去水分。上世纪30年代我们已经领略到了大地是多么的脆弱。“想象一下20倍强度的连续沙尘暴这将重创美国西部大半地区。”气候仅升高1度，就能让这片畜牧之乡重新变成炙热干枯的无情荒漠。现在，表层土仍然能稳定地覆盖住沙漠，但这又能维持多久？全球均温升高1度的世界会使几家欢乐几家愁。财富将出现转移。全球气候模式产生变化，导致各种作物的主要产区转移。
全球变暖的起因是人类对能源的大量需求。每次打开开关，插上插头，或按下按钮启动电器，都必须有发电厂提供电力，全球有近九层的能源来自化石燃料，包括煤炭、石油和天然气。燃烧史前动植物化石，会不可避免的产生二氧化碳，这三种化石燃料是排放二氧化碳的最大元凶，化石燃料改善了数代人的生活质量，我们难以想象没有化石燃料的日子。
从个别产品来看，消耗的能源似乎不多，比如制作一副墨镜或者点亮一个招牌，但人类活动产生的二氧化碳会大量累积。如果气温升高超过一度，脆弱的大自然平衡将受到威胁。从深隧的海底到世界最高峰都无法避免。
如果全球均温升高2度，生物群的变化会开始加剧，格陵兰冰河会逐渐消失，大片冰层融化，危及北极熊的生存，昆虫将迁移到陌生的新地区，当美国北部变成温带气候区，百匹松林将被松树甲虫啃食殆尽，灰熊会因此失去秋季的重要食物来源。加拿大的冻土地带将被融化，出现新的森林。太平洋岛国图瓦卢将被上涨的海水淹没掉，这就是全球均温上升2度后可能发生的情景。
“如果气温升高2度海洋生态系统将面临更严重的冲击。全球大多数热带珊瑚礁都可能消失。”这个问题让奥弗霍格古德博彻底难眠，身为澳大利亚昆士兰大学的海洋生物学家，奥弗一直在观注珊瑚礁的变化。他的实验室位于澳洲东北部的大堡礁，这是对抗气候变迁的最前线。大堡礁近来发生二次大规模白化事件。当水温超过珊瑚礁所能容忍的最高温度3℃时，珊瑚礁就会排除剩存所需的海藻，造成大堡礁大片珊瑚死亡。“如果你亲眼看到珊瑚白化就能确切地了解全球变暖对生物造成的影响”。
“如果我们某天早上醒来后突然发现最心爱的森林枯死了1/5，那该怎么办？这就是珊瑚礁目前的状况。”超过100万种生物在珊瑚礁居住，觅食和繁殖，它们需要珊瑚礁，它们的存活少不了珊瑚礁。近来，大海出现了比珊瑚礁白化更危险的趋势。
海洋是吸收大气层二氧化碳主要的自然机制，是地球上汇集碳最多的地方，但最近有迹象显示，这个机制正在瓦解。在正常情况下，微型海洋生物包括有孔虫和球菌藻，会吸收海水中的二氧化碳，用来打造自己的外壳和骨骼，但这个机制有一定的限量。当二氧化碳含量过高，海水便会酸化。酸化的海水会融解微型海洋生物的外壳和骨骼，也会阻止他们进一步吸收二氧化碳。有些微型海洋生物身长仅1毫米，位居食物链的最下层，但无论外表和体型如何，所有海洋生物的命运甚至包括最庞大的海洋生物，他们的生存全都依靠于这个平衡机制。海水中的化学成份被改变，自然界控制气候的机制也开始崩溃。
地球的另一边，那里的科学家也有同样的担忧，他们研究全球变暖对寒带气候的影响。
大自然历时15万年，打造的格陵兰冰层，正以前所未见的速度融化流入大海。冰层消失后，上涨的海水将淹没掉全世界的海岸城市。
格陵兰亚格布港冰川是史上移动最快的冰川，以每天移动40米以上的速度融解入海。这一速度是10年前的2倍。冰河在2天内融解掉的冰，其中蕴含的水分等于纽约都会区一年的用水量。
“地球持续变暖可能造成的最严重的后果就是影响冰层的稳定性，危险在于冰层可能会迅速开始瓦解。”瑞士营是一所设立在冰河上的科研机构，科学家在这里详细记录下气候的变化数据。
康拉德·斯蒂芬斯博士每年春季带领小组前来研究。斯蒂芬斯建立了23所设备完善的气象站，这些气象站每15秒进行一次完整的气候测量，这些数据使世界范围内全球变暖的计算机模型得以更新。“这片冰层很古老，已经有15万年历史，如果冰层开始融解，将开启人类文明中从未见过的进程。”
我们从未见过格陵兰消失。1992年有5.6公里的冰河融解入海消失，10年后，消失的冰河达到之前两倍多，每年融解15.5公里。斯蒂芬斯原本不知道气候变暖是如何加速冰河融解的，直到他发现冰层上最奇特危险的地形之一。融解的冰水渗入并浸蚀着冰川，形成了被称作冰河湖穴的巨大地道。研究小组放下一台光纤摄影机，他们认为融解形成的冰水切穿了岩床，渗入地底达0.25英里，成为加速冰河融解入海的润滑剂。这个发现让斯蒂芬斯和他的组员胆战心惊。这些冰河湖穴一路贯穿冰河，形成加速冰层消失的新机制。
现在冰河的融解速度极快。海平面将在100年内升高整整1米。到时后果将不堪设想。
“格陵兰冰层蕴含的水量能让全球海平面上升约7米。伦敦、曼谷、纽约和上海这些大城市届时都将被海水淹没。”
许多科学家认为，气温再上升2度，人类在地球上的生活就会彻底改变。到时，全球变暖将进一步加剧，极圈冰层加速融解消失，融解的冰层又反过来导致变暖加剧。到时全球变暖，将成为难以预估的连锁反应，将目前减缓全球变暖的众多方案结合起来，或许能避免气温升高2度这种失控的情况出现。
人们想了很多法子，从改用节能灯到将全球火力发电厂的效率提高二层。我们应在地球气候出现不可逆转的变化之前将这些方案结合，这样一定会对改善局面大有帮助。
科学家们加紧赶攻以计算机模型仿真数十年后的气候，最困难的挑战在于估算，气温升高3度对亚马逊雨林造成的冲击。全球有二层氧气都是由这座雨林产生的。“而我们想知道未来的气候变迁对热带雨林的影响，尤其是亚马逊雨林。因为这里很重要。从环境生态和经济各方面看都极具重要性。”
气候模型得出的预测结果令人担忧。气温升高3度可能启动严重的恶性循环，导致全球变暖更为加剧。可能使地球上最潮湿的这片地区变成一片干枯旱地。
“有时候需要提醒人们亚马逊雨林是有可能消失的。”亚马逊河在2005年夏季由于极度高温加上有史以来最严重的干燥天气出现了超级大旱。这条世界最大河出现了极其罕见的情况，它的支流开始干河。不只是水位降低，而是滴水不剩。“2005年亚马逊河发生惊人干旱，这场旱灾的规模空前绝后，巴西军队必须驾驶直升机载运大量的水送往亚马逊的干河支流区，挽救那些原本靠这条大河维生的沿岸村民。”
干旱之后，火灾随之而来。2005年夏季，这场重大天灾落幕之时，已有超过2500平方公里的雨林被烧毁。亚马逊的雨水有五层来自树木。随着越来越多的森林消失，亚马逊的降雨资源也减少了。“每消失一棵树，威胁就又逼近一步。当地发生干旱与火灾的机率也会因此而提高。”
生态学家丹尼尔·内斯达研究亚马逊25年多，亲眼目睹了全球变暖和森林消退一步步将当地逼向绝境。
“我们认为最快在20年后就会出现所谓的恶性循环。干旱导致的火灾将让旱灾更为严重。这比气候模型估算的出来的时间要早得多。”在全球均温升高3度的极端条件下，大半亚马逊雨林将会消失。原本积存的数亿吨的炭将被释放，全球均温很有可能因此再攀升1度。
“世上所有人都与这个生态系统有关联。回顾过去，人类有机会保护它，但我们搞砸了。”
如果全球均温升高4度，上涨的海水将淹没人口稠密的三角洲，让10亿人无家可归。孟加拉国将被冲垮，埃及会浸在水里，威尼斯将完全被淹没，冰河会全部消失，阻断另外10亿人的淡水来源，加拿大北部将成为全球最丰饶的农业区之一。斯堪的那维亚海滩则可能成为未来的圣特罗佩。西南极洲大冰源将全面融解，使海平面进一步上升，这就是全球均温升高4度后的可能景象。
“气温升高4度的地球将于目前截然不同。几条世界最大河可能会干河，危及数千万甚至数亿人的生存。”如果全球均温真的升高4度，将让世界最大河之一的恒河面临毁灭。上游的高山冰河与印度洋的出海口都会被破坏掉，当地人口中的印度之谷恒河是印度或许也是全球最神圣的河川。源自喜马拉雅山的数条河流是超过10亿人的生命源泉，对中国、尼泊尔、印度供水。
气象学家预测，印度将是受全球变暖冲击最深的国家，我们必须立即采取措施，减缓全球变暖，否则，不到四十年，恒河的延续便会成为问题，保卫恒河之战将在广阔纯净的喜马拉雅冰河展开。
这里蕴藏的淡水总量仅次于极地冰川，喜马拉雅山的冰河消失速度超过全球其它冰河。斯瓦米·桑德纳能是80岁的瑜珈大师。绰号叫做按快门的斯瓦米。他拍摄恒河源头处的冰河已有五十年。“我在1956年第一次拍摄冰河，从1962年起冰河的变化开始让我担心。我在1965年步行走进冰河，一直走到林乳峰山脚下，15年后我再回去时，冰河已经消失了。当我看到冰河消退，我担心的哭了出来。如果未来少了神圣的恒河，这个世界就会变成失去母亲的孤儿。”斯瓦米收藏的冰雪照片，记录了这条巨大冰河五十年来的变化。
美国宇航局的卫星影像也证实了冰河正严重消退。不同科技产生的影像告诉我们的是同一个事实地球正处于危险的边缘，如果冰河照目前的速度消退，在未来的100年恒河流域的农业、水利发电、交通、矿业以及野生动物都会受到重创。融解的冰河会造成史无前例的大洪水，而冰河完全消失后，季节性缺水和饥荒将成为常态。
根据目前的消退速率，喜马拉雅冰河预计将在2035年消失，超过10亿人赖以生存的淡水来源将大幅缩减。气温升高4度，海平面可能会上升1米，将全球各大海岸城市卷入灾难，包括美国人口最密集的大型都会区。
使用历史图与气候预报数据。
地球物理学教授瓦肯鲍罗和一位研究生将纽约金融区未来可能受洪水侵蚀的地段标识了出来。“纽约市和曼哈顿部分地区会出现大洪水，尤其是低洼区域，这是三级飓风在涨潮时直袭纽约时形成的洪水线。”到时任何一场二级或三级飓风都能将世界金融之都淹没。
如果超级风暴在海平面大幅上升时来袭，将造成空前绝后的破坏，纽约市部分地区将被7.6米高的积水淹没。情况很明显，除非我们能够减少全球变暖带来的冲击，否则各大海岸城市必须花费数十亿美元进行防卫。葛仕兰洪坝已进入设计阶段，包括能在风暴来袭时开关的巨大海闸。纽约必须建造三座大型海闸。一座在韦达扎诺海峡桥挡住纽约港入口，另一座在斯塔腾岛后方，第三座挡住长岛海峡。在风暴可能来袭时有强力液压引擎驱动数千吨重的闸门，挡住海平面上方九米的范围。英国花费超过10亿美元建造泰晤士河海闸，他们保护伦敦免于海水倒灌的次数一年比一年多。
如果全球均温升高5度，人类不适合居住的两大区域可能延伸到南北半球温带地区，洛杉矶、开罗、利马、孟买等为全球各大城市供水的积雪和地下海水层，届时都将枯竭。受气候变化影响的难民将多达数亿人，这就是全球均温升高5度后的可能景象。
“如果地球均温比现在高5度，人类文明将无法承受这种重大冲击。”全球气候将发生重大变化，地球上的生命将面临噩梦般的未来。
如果全球均温升高6度，从远处看来大海虽仍是一片湛蓝，但这其实是海洋荒原。沙漠如大军逼近般在各大洲蔓延，天灾成为家常便饭。某些世界级的大都市将成为废弃的水乡泽国。这就是全球均温升高6度后的可能景象。
“如果地球气温长时间升高6度，这对人类来说将是史上破坏规模最大的灾难。可以和你假设，如果气温在1世纪内升高6度,，人类将面临全球性毁灭。”气温升高6度就是世界末日降临之时。人类的生活将永远的改变。但未来还不一定会走向毁灭。多数专家相信我们可以摆脱这场梦魇。
现在全球均温只升高了0.8摄氏度，但我们的时间不多了。如果气温升高2度，全球变暖面临失控边缘，我们的生活将在各方面受到影响。“科学证据指出我们必须尽全力在十年内阻止温室气体排放量进一步增加，时间是2015年。这个时间表非常紧迫，人类能源供给的主要方式必须在10年内改变。”想要找到解决之道就从家里做起。
爱博里洛维斯认为节能就是解答，也就是减少使用排放二氧化碳的能源。“一旦大家发现节约能源的好处，政治上的阻力就会比冰河消失的还要快。
看到角落里的小红灯了吗？如果所有家电包括电视、录放机、DVD播放器等都是待机状态，还是会耗电，这叫做待机耗电量。109瓦特一年下来光是待机就要花掉60美元电费。”如果消除美国所有家庭的待机耗电量，至少能在全国省去18座火力发电厂的运作。
洛文斯不只是空谈理论，他在科罗拉多阿斯本为自己设计了没有暖炉的房子，这里的冬季气温都会降到摄氏零下17度。“这里海拔7100英尺，气温会降到华氏零下47度，一整年早上都会结霜，在隆冬时会有持续39天是阴天。”洛文斯的房子结合高科技和家居常识。屋顶上的太阳能板制造的电力远超过全家所需，整个屋子仅使用120瓦特电力，只比一个灯泡的耗电量高一点点。“节能是最重要、最快速和最便宜的方法，可以解决气候问题和省钱，打造更加安全、富裕、平等也更美好的世界。”
除了家居用电，温室气体排放量第二大源头就停在屋外。全球尽两层的温室气体是由汽车排放的。运输工具的排放量问题发展中国家要更为严重，特别是中国。经济起飞让民众得以享受中产阶级的优越生活，包括购买汽车。中国的汽车数量惊人，温室气体排放量也一样高，每天有1万4千辆新车加入车潮。“我们不可能叫中国为了保护地球的未来停止发展。富裕国家必须带头做示范，我们必须更积极的减少温室气体排放量，让较贫困的国家有发展经济的空间。”
为了避免气温升高至2度的危险门槛，每年温室气体排放量必须减少70亿吨，提升汽车平均燃油效能，从每加仑可行驶25公里倍增到50公里，这样可以减少10亿吨的废气排放量，但我们还必须减少数十亿吨温室气体的排放，才能阻止全球均温升高2度的危险情况发生。看起来就像行军穿越大地的巨大机器人军队。人类运用风车和风力已有数千年历史，在现代科技的协助下，一座风车能为三百户家庭供电。风力是彻底纯净的可再生能源，但风力并非万灵丹。“风力是免费的但维修要花钱，使用风车会出现很多问题。”而且还得看老天爷的脸色。全世界需要建起超过200万座风车才能取代世上所有的燃煤发电厂，最佳的解决之道或许就在天上。
一组国际物理学家已经在英国展开工作，试图运用威力最强的科技武器，那就是核巨变。
他们仿效太阳系最强的能源场，建造核巨变反应堆。他们要仿制太阳，运用同样的能量，可以提供无限的有序能源。而且不会制造任何温室气体。“这种能源照亮宇宙为多数恒星提供能源。
我们试着在地球上复制这个过程，利用这种能源制造电力。“这是困难的任务。由于使用爆炸性气体，工程师无法进入反应堆核心。他们需要新型机器人代劳，这是世上最聪明能干的机器人，专为极端环境设计。反应堆核心的温度比太阳高出近十倍，强大磁场包裹住超高温电浆，避免电浆溶化反应堆外壳后溢出。就算这种成败未卜的反应堆真的能成功运作，至少也要等上三十年，才能制造商用电力。虽然野心勃勃，但核巨变并非异想开天。想象一下，外层空间布满镜子会是什么情形。研究计划估计，一百万面约三英尺宽的镜子就能阻挡足够的太阳热能，让地球气温下降。“我们不能坐等别人发现美妙的免费新能源。或是用镜子反射太阳让地球保持凉爽。事实是我们必须解决当前的问题，而且必须在十年内达成目标。”全球能源消耗量仍然持续增加，人类的温室气体排放量高的惊人，全球变暖一旦加速，破坏力也将大增，届时气候变迁将全面形成。全球变暖也会成为“失控列车”。唯一的问题在于：既然已经知道这一点，我们打算怎么解决，就算是气温升高6度的最糟情况也不至于摧毁地球所有的生命。但全球变暖严重的地球面貌将完全不同于今日的世界。地球环境会恶化至何种程度？针对这个问题，全球顶尖科学家有两个共识，他们都不知道答案，并且都希望人类永远不会发现答案。