氣候變化的科學(xué)事實(shí)及其影響

蘭州大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 章文晟

自然環(huán)境作為人類生存的最重要的天然載體，氣候的變化會(huì)對(duì)自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，進(jìn)而影響人類的生產(chǎn)生活以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)形態(tài)的發(fā)展。全球氣候變化對(duì)人類和社會(huì)的影響是全方位、多尺度和多層次的，既有正面效應(yīng)，也包括負(fù)面影響。

根據(jù)各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，氣候變化所導(dǎo)致的氣溫增高、海平面上升、極端天氣與氣候事件頻發(fā)，對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)和人類生存環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響，已危及人類社會(huì)未來(lái)的生存與發(fā)展。可以說(shuō)，正確評(píng)價(jià)氣候變化趨勢(shì)以及對(duì)社會(huì)的影響，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，已成為當(dāng)今世界各國(guó)政府和學(xué)者最關(guān)心的重要問(wèn)題之一。聯(lián)合國(guó)政府氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)評(píng)估報(bào)告指出，1960年至2000年間全球平均氣溫升高了0.4℃～0.8℃，全球變暖及其他氣候的變化已經(jīng)對(duì)人類的生存和發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

氣候變化的事實(shí)與科學(xué)認(rèn)識(shí)

全球氣候變化的事實(shí)

氣候變化是長(zhǎng)時(shí)期大氣狀態(tài)變化的一種反映，它主要表征大氣各種時(shí)間長(zhǎng)度的冷與暖或干與濕的變化。氣候變化存在著多種不同的周期，其周期越長(zhǎng)，變化的幅度越大，對(duì)比越明顯。

從1900年至2000年，全球氣候變化最突出的特征就是溫度的顯著變暖。無(wú)論是亞洲、歐洲、非洲，還是美洲、大洋洲，全球陸地氣溫變化都呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)，尤其是最近幾十年，全球變暖的情況更為突出。雖然6個(gè)大洲在近100年里出現(xiàn)了微小的氣溫起伏，但是整體走勢(shì)呈現(xiàn)溫度上升趨勢(shì)，特別是在1980年之后，快速上升的走勢(shì)更為明顯。

幾乎所有的溫度觀測(cè)記錄分析都表明，從19世紀(jì)末期到20世紀(jì)90年代，全球平均溫度上升了大約0.6℃，增暖速率為0.5℃／100年，同樣也能看到1980年之后溫度明顯變暖的趨勢(shì)。

1900－2000年全球各大陸氣溫變化圖

全球氣候變暖造成世界上許多冰川消融，甚至消失，雪線不斷上移（雪線指常年積雪的下界，即年降雪量與年消融量相等的平衡線）。20世紀(jì)70年代開始使用的衛(wèi)星觀測(cè)表明，北半球春季和夏季的雪蓋面積從1987年以來(lái)，已經(jīng)減少了10%，這些間接證據(jù)都充分說(shuō)明了20世紀(jì)的全球氣候在變暖?？茖W(xué)家們表示，2012年繼續(xù)保持了全球氣溫上升的趨勢(shì)，成為自1880年以來(lái)最溫暖的年份之一，排名第九。1880年以來(lái)，全球最熱的十個(gè)年份均出現(xiàn)在1998年之后，上一個(gè)溫度低于平均水平的年份是1976年。

氣候變化的另一顯著表現(xiàn)就是極地冰川融化，全球海平面上升。在全球陸地和海洋溫度的變化中，人類的活動(dòng)顯然是溫度增長(zhǎng)的主要因素。自1979年以來(lái)，冬季北極海冰范圍每10年減少約3%～4%，從衛(wèi)星數(shù)據(jù)SMMR和SSM/I儀器觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，北極的海冰從20世紀(jì)50年代初以來(lái)一直在下降。

全球變暖會(huì)帶來(lái)一系列連鎖的反應(yīng)。就全球海平面變化來(lái)分析，根據(jù)整個(gè)20世紀(jì)的數(shù)據(jù)，全球海平面一共上升了170 mm，上升速率為1.0～2.0 mm/年。按照該速率的發(fā)展，某些海拔較低的沿海地區(qū)將會(huì)面臨滅頂之災(zāi)。

海平面上升對(duì)很多國(guó)家影響巨大。圖瓦盧是南太平洋上的一個(gè)島國(guó)，該國(guó)海拔最高點(diǎn)只有4.5 m。據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1993年至2009年的16年間，圖瓦盧的海平面總共上升了91.2 mm。照此推算，50年后，海平面將上升376 mm，這意味著圖瓦盧至少將有60%的國(guó)土徹底沉入海中。由于地勢(shì)極低，持續(xù)上升的氣溫和海平面嚴(yán)重威脅著圖瓦盧，使這個(gè)國(guó)家面臨滅頂之災(zāi)。

同病相憐的還有同為島國(guó)的馬爾代夫。馬爾代夫群島中，80%是珊瑚礁島，平均海拔不足1m。馬爾代夫現(xiàn)有人口為38萬(wàn)，全國(guó)最高的兩座島嶼平均海拔也只有2.4 m。在2004年的印度洋大海嘯中，馬爾代夫一度有2/3的國(guó)土被淹沒(méi)。出于對(duì)未來(lái)氣候變暖導(dǎo)致海平面上升的恐懼，2008年時(shí)任馬爾代夫總統(tǒng)的穆罕默德·納希德表示，他的政府將設(shè)立“主權(quán)財(cái)富基金”，從每年10多億美元的旅游收入中拿出一部分撥入基金，用來(lái)購(gòu)買新國(guó)土。

另外，近100年來(lái)，全球降水量存在著時(shí)空分布的不均性。自20世紀(jì)70年代以來(lái)，全球大范圍發(fā)生了嚴(yán)重和持久的干旱，特別是熱帶和亞熱帶地區(qū)。干旱也已經(jīng)成為全球氣溫上升帶來(lái)的嚴(yán)重后果之一。從1900年至2000年全球年降水量的變化趨勢(shì)來(lái)看，北半球中高緯度地區(qū)降水量明顯增加，亞熱帶地區(qū)，尤其是非洲地區(qū)，降水量明顯減少。

中國(guó)氣候變化的事實(shí)

中國(guó)近百年來(lái)的溫度變化與世界的平均情況基本相似，20世紀(jì)30至50年代是中國(guó)溫度較高的時(shí)期，以后略有回降，到20世紀(jì)80年代又上升到一個(gè)新的高值。據(jù)中國(guó)氣象局發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料，近100年來(lái)，中國(guó)地表溫度升溫幅度為0.5℃～0.8℃；近50年來(lái)，中國(guó)年平均地表溫度增加了1.1℃。

從20世紀(jì)50年代至80年代間，中國(guó)北方地區(qū)升溫比較明顯，而長(zhǎng)江流域和西南各省的氣溫反而有所下降。其中，升溫最多的是北京（0.88℃）、河北（0.84℃）、內(nèi)蒙古（0.83℃）、黑龍江（0.7℃）、吉林（0.65℃）、山西（0.65℃）、遼寧（0.64℃）等?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）；降溫最多的是湖北（-1.09℃）、四川（-0.92℃）等省（市、自治區(qū)）。因此，近百年中國(guó)的溫度變化是北方升溫趨勢(shì)明顯，南方不明顯，有些地方甚至出現(xiàn)降溫的情況。在前幾十年，中國(guó)溫度上升還呈波動(dòng)的趨勢(shì)，但在近幾十年則呈現(xiàn)出明顯的升溫趨勢(shì)。從1985年至2010年，中國(guó)連續(xù)經(jīng)歷了暖冬，冬季平均溫度在－4℃之上。

中國(guó)氣候變化的實(shí)例：2006年超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“桑美”以17級(jí)風(fēng)力登陸溫州蒼南。2007年是1951年來(lái)最暖的一年。2009年莫拉克臺(tái)風(fēng)給中國(guó)多省市帶來(lái)嚴(yán)重創(chuàng)傷。2010年1～3月我國(guó)四川、貴州、云南地區(qū)出現(xiàn)干旱。2010年6月我國(guó)東北、西北地區(qū)出現(xiàn)了高溫日。

人類活動(dòng)與氣候變化的相互影響

人類活動(dòng)對(duì)氣候變化的影響

近百年來(lái)，科學(xué)家們注意到全球氣溫變暖趨勢(shì)明顯，同時(shí)人類向大氣中排放的溫室氣體濃度也明顯增加。因此，人類活動(dòng)與氣候變化兩者之間是否存在因果關(guān)系，成為各國(guó)政府、科學(xué)家、社會(huì)公眾關(guān)注的問(wèn)題。

在數(shù)萬(wàn)年的發(fā)展過(guò)程中，人類總是在被動(dòng)地適應(yīng)居住環(huán)境和相應(yīng)的氣候條件。世界工業(yè)革命前，人類對(duì)環(huán)境和氣候的影響有限，氣候按照其自身要求，不斷變化，其過(guò)程緩慢且自然。在世界工業(yè)革命后的200年間，隨著地球上人口劇增，人類活動(dòng)的領(lǐng)域增加，科學(xué)技術(shù)發(fā)展和生產(chǎn)規(guī)模迅速擴(kuò)大，對(duì)環(huán)境的破壞以及對(duì)氣候的影響也越來(lái)越大，導(dǎo)致地球表面及大氣的自然狀態(tài)不斷受到破壞。大量的森林砍伐和礦物燃料的燃燒，還造成了大氣中二氧化碳的濃度迅速增加，從而加劇了溫室效應(yīng)。

20世紀(jì)60年代年以來(lái)，氯氟烴等溫室氣體的增加又助推了這一過(guò)程。一方面，過(guò)度放牧、原始森林與自然植被遭到破壞，使地表的物理狀況有了改變；另一方面，城市擴(kuò)展引發(fā)的熱島效應(yīng)和大氣污染破壞了平流層臭氧，使南極臭氧洞不斷擴(kuò)大，這些直接或間接地改變了氣候系統(tǒng)的狀況?？梢哉f(shuō)，這種因人類活動(dòng)對(duì)氣候變化造成的影響程度，已達(dá)到和自然因子影響同等的程度。

但是人類的影響卻有不同于自然影響的特點(diǎn)，因?yàn)槿祟惢顒?dòng)對(duì)氣候和環(huán)境的影響具有長(zhǎng)期性、滯后性，其后果可滯后數(shù)十年乃至上百年才顯現(xiàn)，并且在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)難以恢復(fù)。美國(guó)黃石國(guó)家公園里的溪流、湖泊的水質(zhì)雖然清澈，但卻不能飲用，原因就在于在工業(yè)革命期間，工業(yè)廢水的流入導(dǎo)致水中重金屬等含量超過(guò)人類可飲用的標(biāo)準(zhǔn)。同樣，美國(guó)紐約州東部的哈德遜河的水質(zhì)也是因工業(yè)物質(zhì)而變差。

因此，科學(xué)、全面評(píng)價(jià)人類活動(dòng)對(duì)氣候環(huán)境的影響，采取各種有效措施存利去弊，改善人類居住環(huán)境和氣候狀況，確保社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為各國(guó)政府乃至全人類需要解決的一個(gè)迫在眉睫的重大問(wèn)題。

氣候變化對(duì)人類活動(dòng)的影響

環(huán)境問(wèn)題是跨區(qū)域的全球性問(wèn)題，沒(méi)有國(guó)界之分，若不采取有效措施加以合理規(guī)劃和控制，人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響必將日趨嚴(yán)重，不僅會(huì)破壞人類賴以生存的居住環(huán)境，還將危及社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，氣候變化也會(huì)對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生巨大影響。一方面，氣候變化會(huì)對(duì)人類的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、牧業(yè)、旅游業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、金融保險(xiǎn)業(yè)和工業(yè)帶來(lái)巨大的影響；另一方面，氣候變化所造成的居住地被淹、道路被損毀、護(hù)堤被沖毀、海岸工程受損、房屋倒塌等問(wèn)題會(huì)影響到人類的健康和可持續(xù)發(fā)展，更會(huì)衍生到環(huán)境和生態(tài)方面，如洪澇、海平面上升、水體富營(yíng)養(yǎng)化、空氣污染、土地沙漠化、水污染（水安全）以及城市生態(tài)系統(tǒng)退化等一系列問(wèn)題。

其中最明顯的影響表現(xiàn)在海岸帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球50%～70%的人口都分布在海岸帶，60%的中國(guó)人口集中在距海岸線60 km的范圍內(nèi)。目前，全球受風(fēng)暴潮影響的人口有4600萬(wàn)。如果不考慮人口增長(zhǎng)的因素，當(dāng)海平面上升500 mm時(shí)，將使受災(zāi)（淹沒(méi)和風(fēng)暴潮）人口增加到9200萬(wàn)左右；而上升1000 mm時(shí)，受災(zāi)人口將達(dá)到11800萬(wàn)。

目前，中國(guó)居住在城市地區(qū)的人口達(dá)6.5億，城市化水平為51.3%。中國(guó)的城市按東、中、西部的區(qū)域劃分后，西部的城市規(guī)模較小、數(shù)量較少，其中特大城市和大城市的數(shù)量分別為4個(gè)和2個(gè)，其不合理性特別明顯。此外，從中國(guó)人口分布來(lái)看，若按“黑龍江璦琿（黑河）到云南騰沖”的“胡煥庸線”進(jìn)行劃分，此線以東人口明顯密集，而以西則較分散。密集的人口對(duì)環(huán)境及資源帶來(lái)了巨大的壓力。因此，中國(guó)必須采取相應(yīng)的對(duì)策以及制定相應(yīng)的規(guī)劃來(lái)調(diào)整人口分布結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)資源的合理分配。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，假設(shè)海平面上升300 mm，珠江三角洲的淹沒(méi)面積將達(dá)到1153 km2，損失達(dá)136億；長(zhǎng)江三角洲及蘇北沿岸的淹沒(méi)面積將達(dá)到3453 km2，損失達(dá)416億；黃河三角洲及蓬萊灣的淹沒(méi)面積將達(dá)到898 km2，損失達(dá)13億。海平面若上升600 mm，珠江三角洲的淹沒(méi)面積將達(dá)到27241 km2，損失達(dá)417億；長(zhǎng)江三角洲及蘇北沿岸的淹沒(méi)面積將達(dá)到21010 km2，損失達(dá)589億；黃河三角洲及蓬萊灣的淹沒(méi)面積將達(dá)到23100 km2，損失達(dá)618億。

荒漠化是另一個(gè)由于氣候變化引起的全球性問(wèn)題。發(fā)生荒漠化的區(qū)域一般會(huì)表現(xiàn)出一定的規(guī)律，多發(fā)生在南北半球的副熱帶地區(qū)。從大氣環(huán)流的角度來(lái)看，此區(qū)域常年盛行下沉氣流，形成了極端干旱的氣候。

大多數(shù)的沙漠分布在亞洲及非洲等發(fā)展中國(guó)家。世界上最大的撒哈拉沙漠，50年里向南吞沒(méi)了大約65萬(wàn)km2的耕地和牧場(chǎng)，致使20世紀(jì)80年代中期的大旱災(zāi)奪去了300萬(wàn)人的生命；蘇丹北部的沙漠，19年內(nèi)南移了100 km；印度和巴基斯坦的塔爾沙漠，每年前移8 km，吞沒(méi)肥沃土地達(dá)130 km2；南美洲的阿塔卡姆沙漠每年擴(kuò)展1.6～3.2 km，至今已擴(kuò)展了80～160 km。

隨著氣候干旱、人口增加和資源被過(guò)度開發(fā)，據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)50年，全世界將有1.5億人被迫遷居。20世紀(jì)70年代，嚴(yán)重的干旱使非洲的撒哈拉沙漠南緣的薩赫勒地區(qū)的荒漠化加速發(fā)展，大片農(nóng)田和牧場(chǎng)在短短幾年內(nèi)淪為不毛之地，引發(fā)了震驚世界的饑荒。

目前，世界氣象組織主持制定的世界氣候影響計(jì)劃，提出了氣候?qū)θ祟愑绊懙氖笱芯糠较颍ㄈ祟惖慕】岛凸ぷ髂芰?；住房建筑和新住宅區(qū)；各類農(nóng)業(yè)；水資源開發(fā)和管理；林業(yè)資源；漁業(yè)和海洋資源；能源的生產(chǎn)和消費(fèi)；工商業(yè)活動(dòng)；交通和運(yùn)輸；各種公共服務(wù)。由此可見(jiàn)，因人類活動(dòng)不斷增強(qiáng)的溫室效應(yīng)已成為全球最為嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題之一。