不確定的氣候未來(lái)可能會(huì)破壞能源系統(tǒng)

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年4月1日

據(jù)預(yù)測(cè)，嚴(yán)重干旱、暴風(fēng)雪和熱浪等極端天氣事件將變得更加普遍，而且這種現(xiàn)象已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)。不過(guò)目前有關(guān)極端天氣對(duì)能源系統(tǒng)影響的研究卻很少，比如社區(qū)如何避免部分或完全停電這種代價(jià)高昂的突發(fā)事故發(fā)生等。日前，一個(gè)國(guó)際科學(xué)小組在《自然能源》雜志上發(fā)表了一項(xiàng)新的研究，提出了一種優(yōu)化方法，根據(jù)天氣和氣候的不同變化，設(shè)計(jì)氣候彈性能源系統(tǒng)，幫助并確保社區(qū)能夠滿足未來(lái)的能源需求。

一方面，人類對(duì)能源有需求。不同類型的建筑有不同的需求，如供暖、制冷和照明。由于長(zhǎng)期氣候變化和短期極端天氣事件，室外環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致建筑的能源需求也會(huì)發(fā)生變化；另一方面，氣候也會(huì)影響能源供應(yīng)，例如水力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電和風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電。在設(shè)計(jì)上，能源系統(tǒng)可以運(yùn)行30年或更長(zhǎng)時(shí)間。但由于天氣條件，這些情況也可能改變。城市規(guī)劃者和設(shè)計(jì)師通常不會(huì)將未來(lái)的不確定性考慮在內(nèi)，目前科學(xué)家的做法也只是假設(shè)今天的典型天氣狀況，但是未來(lái)的氣候和天氣的確存在很多不確定性。該研究所界定的“能源系統(tǒng)”為一組建筑物提供能源需求，同時(shí)能夠儲(chǔ)能。所供應(yīng)的能源包括天然氣以及來(lái)自傳統(tǒng)或可再生能源的電力。這種社區(qū)能源系統(tǒng)在美國(guó)并不常見(jiàn)，但在某些大學(xué)校園或商業(yè)園區(qū)中可能找得到。

35億人生活在城市地區(qū)，消耗了全球三分之二的能源，到2050年，城市地區(qū)預(yù)計(jì)將容納世界三分之二以上的人口。研究者發(fā)現(xiàn)，氣候和天氣變化將導(dǎo)致可再生能源送入電網(wǎng)的大幅波動(dòng)，并導(dǎo)致能源需求發(fā)生變化。屆時(shí)，應(yīng)對(duì)氣候變化的影響將比我們之前想象的要困難得多。

南極西部發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古雨林痕跡

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年4月1日

2017年2月由德國(guó)阿爾弗雷德·韋格納研究所、赫爾姆霍爾茨極地和海洋研究中心的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組，在南極洲西部阿蒙森海采集的沉積物核心中發(fā)現(xiàn)了白堊紀(jì)原始森林土壤，其中包括大量的植物花粉和孢子，以及密集的樹(shù)根網(wǎng)絡(luò)。這些植物遺跡證實(shí)，大約9000萬(wàn)年前，南極洲西部海岸曾是溫暖沼澤雨林的家園，那里的年平均溫度約12℃。對(duì)于一個(gè)靠近南極的地方來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)異常溫暖的氣候。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)南極洲的氣候歷史研究，提供了前所未有的新視角。研究結(jié)果發(fā)表在 《自然》 雜志上。

科學(xué)家們從南極洲西部松島冰川附近的阿蒙森海海底采集了土壤沉積物樣本。分析了土壤沉積物，發(fā)現(xiàn)巖芯樣品含有特殊的顏色部分，與海底相比，更像是陸地土壤的成分。CT掃描結(jié)果表明，南極大陸土壤中的根系保存良好，甚至首次發(fā)現(xiàn)了開(kāi)花植物的單細(xì)胞結(jié)構(gòu)、花粉和孢子?？茖W(xué)家認(rèn)為，這片有一億年歷史的雨林受到了特別的保護(hù)，它所揭示的真相令人驚訝。從研究結(jié)果來(lái)看，這片極度寒冷的大陸過(guò)去非常溫暖，有大量濕地生態(tài)系統(tǒng)、蕨類植物和針葉樹(shù)。即使在南極漫長(zhǎng)的極夜環(huán)境中，這些植物也能生長(zhǎng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們的預(yù)期。

如今，人為的全球變暖正在加速地球環(huán)境和氣候的演變。科學(xué)研究人員表示，雖然一億年前的氣候跟現(xiàn)在相比仍有巨大差異，但如果人類不加以阻止，地球?qū)⒀杆傧蛞粌|年前的狀態(tài)發(fā)展，這將給人類帶來(lái)難以想象的災(zāi)難和創(chuàng)傷。

森林在變

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年3月31日

隨著全球氣候變化，森林也在漸漸發(fā)生改變。美國(guó)加利福尼亞大學(xué)圣芭芭拉分校、猶他大學(xué)以及美國(guó)林業(yè)局的研究者近期利用美國(guó)林業(yè)局的森林調(diào)查和分析數(shù)據(jù)庫(kù)，研究了氣候變化背景下美國(guó)各地樹(shù)木群落的變化特征。發(fā)表在 《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》雜志上的這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，各地樹(shù)木群落正變得更為耐旱，干旱區(qū)的群落更是如此。

為進(jìn)一步了解是什么驅(qū)動(dòng)了森林應(yīng)對(duì)氣候變化的能力，科學(xué)家們關(guān)注了兩個(gè)主要的生理學(xué)特征：物種對(duì)水分脅迫的平均耐受值及其與最大耐受值之差（即物種對(duì)水分脅迫的耐受范圍）?？茖W(xué)家從應(yīng)對(duì)水分脅迫能力的角度上對(duì)不同的樹(shù)木群落進(jìn)行了標(biāo)記。美國(guó)農(nóng)業(yè)部追蹤了全美隨機(jī)分布的超過(guò)16萬(wàn)塊林地的樹(shù)種、大小和豐富度，再加上美國(guó)林業(yè)局的森林調(diào)查和分析數(shù)據(jù)庫(kù)還包含了200多種不同類型的生態(tài)系統(tǒng)，因此科學(xué)家有足夠的數(shù)據(jù)支撐研究?？茖W(xué)家們首先將物種耐旱性與區(qū)域中物種豐富度相匹配，然后估算群落的加權(quán)平均值，以此代表群落的耐旱性。由于相關(guān)部門每5-10年會(huì)對(duì)這些區(qū)域進(jìn)行一次調(diào)查，科學(xué)家們因此可以追蹤群落特征組成的變化，并將這些變化與樹(shù)木的死亡率、更新和氣候聯(lián)系起來(lái)。群落增強(qiáng)耐旱能力的途徑有兩種：耐旱能力差的樹(shù)木死亡和適應(yīng)性強(qiáng)的樹(shù)木快速生長(zhǎng)。

該研究表明，森林正在向更能耐受水脅迫的方向變化。至少在短期內(nèi)，這將緩沖氣候變化所帶來(lái)的影響。

空氣污染與癡呆和心血管疾病有關(guān)

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年3月30日

瑞典卡羅林斯卡學(xué)院（Karolinska Institutet）在《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)期刊》（JAMA Neurology）上發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，持續(xù)暴露在空氣污染環(huán)境中的人患癡呆癥的風(fēng)險(xiǎn)更高，尤其是如果這些人還患有心血管疾病的話。研究人員認(rèn)為，生活在污染環(huán)境中的心血管疾病患者可能需要醫(yī)護(hù)人員的額外支持，以預(yù)防癡呆。

預(yù)計(jì)未來(lái)30年，癡呆癥患者人數(shù)將增長(zhǎng)兩倍。目前還沒(méi)有明確的治療方法，因此尋找干預(yù)風(fēng)險(xiǎn)措施和保護(hù)因素仍然是公共衛(wèi)生的優(yōu)先事項(xiàng)。最新的研究已經(jīng)將心血管疾病和空氣污染與癡呆癥的發(fā)生聯(lián)系了起來(lái)，但是關(guān)于空氣污染與癡呆癥之間關(guān)系的發(fā)現(xiàn)卻很少。在這項(xiàng)研究中，研究人員調(diào)查了人如果長(zhǎng)期暴露在空氣污染中和罹患癡呆之間的聯(lián)系，以及心血管疾病在其中扮演的角色。研究人員對(duì)斯德哥爾摩市中心的Kungsholmen區(qū)近3000名平均年齡為74歲的成年人進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)11年的跟蹤調(diào)查。這些人中有364人患有癡呆癥，而此地區(qū)的PM2.5的年平均水平被認(rèn)為是低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的。

科學(xué)家的研究結(jié)果表明，空氣污染確實(shí)在癡呆癥的發(fā)展中發(fā)揮了作用，主要是通過(guò)心血管疾病，尤其是中風(fēng)的中間階段?？諝馕廴臼切难芙】档囊粋€(gè)公認(rèn)的風(fēng)險(xiǎn)因素，因?yàn)樾难芗膊?huì)加速認(rèn)知能力的下降。暴露于空氣污染中，可能會(huì)間接地對(duì)認(rèn)知能力產(chǎn)生負(fù)面影響。

更準(zhǔn)確的氣候預(yù)測(cè)，將惠及東非3.65 億人

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年3月30日

更準(zhǔn)確的季節(jié)性預(yù)測(cè)有助于拯救農(nóng)作物，提高糧食安全，降低洪水風(fēng)險(xiǎn)。挪威研究中心（NORCE）領(lǐng)導(dǎo)了一個(gè)新的歐盟項(xiàng)目，以改善東非11個(gè)國(guó)家的氣候預(yù)測(cè)，將惠及東非3.65億人。

東非的農(nóng)業(yè)主要以雨水灌溉為主。農(nóng)民和小農(nóng)業(yè)主高度依賴降雨，一旦遭遇干旱，并沒(méi)有儲(chǔ)備水可用。這意味著，對(duì)雨季提前預(yù)測(cè)在這個(gè)地區(qū)是極為重要的。農(nóng)作物是否種植成功的關(guān)鍵因素之一是對(duì)降雨量的預(yù)測(cè)。同時(shí)這些信息對(duì)肯尼亞和坦桑尼亞等國(guó)的水力發(fā)電生產(chǎn)商也同樣很重要，因?yàn)樵谶@些地方，水力發(fā)電是能源組合的重要部分。他們需要提前制定生產(chǎn)計(jì)劃，從而提高能源產(chǎn)量以及減少下游洪水。

挪威研究中心和比耶克內(nèi)斯氣候研究中心的氣候?qū)W家科爾斯塔德將領(lǐng)導(dǎo)新的“地平線2020”科研計(jì)劃項(xiàng)目，該項(xiàng)目預(yù)算為700萬(wàn)歐元。項(xiàng)目于2020年9月開(kāi)始，科爾斯塔德將和他的同事將前往內(nèi)羅畢，與該項(xiàng)目其他伙伴會(huì)面，共同完成這個(gè)為期3年半的項(xiàng)目。在內(nèi)羅畢，氣候預(yù)測(cè)對(duì)日常生活和人類健康的影響要比挪威更直接?？茖W(xué)家們將關(guān)注雨季，雨是控制著生活節(jié)奏和糧食安全水平的重要因素。

人類不能依靠使用化石燃料來(lái)增加壽命

ENN環(huán)境新聞精粹 2020年3月27日

最近發(fā)表在《環(huán)境研究快報(bào)》上的一項(xiàng)針對(duì)70個(gè)國(guó)家的新研究指出，40多年來(lái)，能源和化石燃料的消耗不斷增長(zhǎng)，但卻沒(méi)有在這些國(guó)家的預(yù)期壽命增長(zhǎng)中發(fā)揮重要作用。這項(xiàng)由英國(guó)利茲大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的研究，旨在量化不同發(fā)展因素在國(guó)際范圍內(nèi)對(duì)改善人類身體健康的重要性。

由于一個(gè)國(guó)家的能源使用與任何單一時(shí)間點(diǎn)的預(yù)期壽命高度相關(guān)，此前人們通常認(rèn)為，提高預(yù)期壽命需要能源使用的增長(zhǎng)。然而這項(xiàng)研究揭示了一個(gè)意想不到的悖論：雖然化石燃料的使用確實(shí)與任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的預(yù)期壽命密切相關(guān)，然而在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，人們并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)它們之間有密切的聯(lián)系。1971-2014年，世界人均碳排放量的增加最多促進(jìn)了國(guó)際預(yù)期壽命改善的四分之一。在此期間，國(guó)際預(yù)期壽命總體上提高了14歲，這意味著擴(kuò)大化石燃料的使用只促進(jìn)了國(guó)際預(yù)期壽命4年的增長(zhǎng)。在氣候危機(jī)和需要大幅度減少全球能源使用的背景下，這些調(diào)查結(jié)果使人們看到了一些希望，各國(guó)可以在不需要更多能源消耗的情況下改善公民的生活。這項(xiàng)研究表明，人們需要優(yōu)先考慮人類福祉和應(yīng)對(duì)氣候變化，而不是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，因?yàn)楦嗟幕剂喜粫?huì)帶來(lái)更健康的生活。