气候变化是由人为温室气体排放造成的对吗_气候变化是由人为温室气体排放造成的对吗
1.全球气候变暖到底跟二氧化碳排放有没有关系?
2.全球变暖是人为造成的吗?
3.造成气候变暖的主要原因是人类生产活动中排放大量什么等温室气体
4.突然的脑洞:如果立刻停止排放温室气体,全球变暖能否
5.气候变化是由什么引起的
6.大自然的“复仇”如何理解全球气候变暖的现状?
7.环境污染与全球气候变化的关系
由来:大气中温室气体,像自然保护毯一样,对地球具有保暖作用。它使地球具有足以适合生存的温度—即目前令人感觉舒适的15℃。
人为造成的温室气体排放已经使这个保护毯变厚,热量被封闭在内,致使全球变暖。
矿石燃料是人为产生温室气体的一个最大的排放源。
影响:中国是最易受气候变化不利影响的国家之一,其影响主要体现在农牧业、森林与自然生态系统、水和海岸带等。
对农牧业的影响
气候变化对中国农牧业生产的负面影响已经显现,农业生产不稳定性增加;局部干旱高温危害严重;因气候变暖引起农作物发育期提前而加大早春冻害;草原产量和质量有所下降;气象灾害造成的农牧业损失增大。
未来气候变化对农牧业的影响仍以负面影响为主。小麦、水稻和玉米三大作物均可能以减产为主。农业生产布局和结构将出现变化;土壤有机质分解加快;农作物病虫害出现的范围可能扩大;草地潜在荒漠化趋势加剧;原火灾发生频率将呈增加趋势;畜禽生产和繁殖能力可能受到影响,畜禽疫情发生风险加大。
对森林和其他自然生态系统的影响
气候变化对中国森林和其他生态系统的影响主要表现在:东部亚热带、温带北界北移,物候期提前;部分地区林带下限上升;山地冻土海拔下限升高,冻土面积减少;全国动植物病虫害发生频率上升,且分布变化显著;西北冰川面积减少,呈全面退缩的趋势,冰川和积雪的加速融化使绿洲生态系统受到威胁。
未来气候变化将使生态系统脆弱性进一步增加;主要造林树种和一些珍稀树种分布区缩小,森林病虫害的爆发范围扩大,森林火灾发生频率和受灾面积增加;内陆湖泊将进一步萎缩,湿地减少且功能退化;冰川和冻土面积加速缩减,青藏高原生态系统多年冻土空间分布格局将发生较大变化;生物多样性减少。
对水的影响
气候变化已经引起了中国水分布的变化。近20年来,北方黄河、淮河、海河、辽河水总量明显减少,南方河流水总量略有增加。洪涝灾害更加频繁,干旱灾害更加严重,极端气候现象明显增多。
预计未来气候变化将对中国水时空分布产生较大的影响,加大水年内和年际变化,增加洪涝和干旱等极端自然灾害发生的概率,特别是气候变暖将导致西部地区的冰川加速融化,冰川面积和冰储量将进一步减少,对以冰川融水为主要来源的河川径流将产生较大影响。气候变暖可能将增加北方地区干旱化趋势,进一步加剧水短缺形势和水供需矛盾。
对海岸带的影响
近30年来,中国海平面上升趋势加剧。海平面上升引发海水入侵、土壤盐渍化、海岸侵蚀,损害了滨海湿地、红树林和珊瑚礁等典型生态系统,降低了海岸带生态系统的服务功能和海岸带生物多样性;气候变化引起的海温升高、海水酸化使局部海域形成贫氧区,海洋渔业和珍稀濒危生物衰退。
据预测,未来中国沿海海平面将继续升高。海平面上升还将造成沿海城市市政排水工程的排水能力降低,港口功能减弱。
对社会经济等其他领域的影响
气候变化对社会经济等其他领域也将产生深远影响,给国民经济带来巨大损失,应对气候变化需要付出相应的经济和社会成本。气候变化将增加疾病发生和传播的机会,危害人类健康;增加地质灾害和气象灾害的形成概率,对重大工程的安全造成威胁;影响自然保护区和国家公园的生态环境和物种多样性,对自然和人文旅游产生影响;增加对公众生命财产的威胁,影响社会正常生活秩序和安定。
全球气候变暖到底跟二氧化碳排放有没有关系?
“温室气体前体”是指由于人类活动或者自然形成的温室气体,如:水汽(H2O)、氟利昂、二氧化碳(CO2)、氧化亚氮(N2O)、甲烷(CH4)、臭氧(O3)、氢氟碳化物、全氟碳化物、六氟化硫等各种源。
温室气体排放来源多为世界重工业发展产生,温室气体一旦超出大气标准,便会造成温室效应,使全球气温上升,威胁人类生存。因此,控制温室气体排放已成为全人类面临的一个主要问题。
《联合国气候变化框架公约》是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放,以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约。
“温室气体”指大气中那些吸收和重新放出红外辐射的自然的和人为的气态成分。
“排放”指温室气候和/或其前体在一个特定地区和时期内向大气的释放。
“源”指向大气排放温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程或活动。
“气候变化的不利影响”指气候变化所造成的自然环境或生物区系的变化,这些变化对自然的和管理下的生态系统的组成、复原力或生产力、或对社会经济系统的运作、或对人类的健康和产生重大的有害影响。
“气候变化”指除在类似时期内所观测的气候的自然变异之外,由于直接或间接的人类活动改变了地球大气的组成而造成的气候变化。
“气候系统”指大气圈、水圈、生物圈和地圈的整体及其相互作用。
“库”指气候系统内存储温室气体或其前体的一个或多个组成部分。
“汇”指从大气中清除温室气体、气溶胶或温室气体前体的任何过程、活动或机制。
全球变暖是人为造成的吗?
温室气体使地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用。这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。而二氧化碳就是温室气体之一,所以,二氧化碳排放跟全球气候变暖有关系。
造成气候变暖的主要原因是人类生产活动中排放大量什么等温室气体
天气这种东西,只有当你不介意它时,才算是好天气。一旦构成话题,多半是和灾难联系在一起的。
全球变暖“人为”之争
今年1月出版的国际著名科普杂志《发现》(Discover)把“卡特里娜”飓风以及由此引发的关于全球变暖的争论列为2005年头号科技新闻。大部分气象学家和环保组织都认为,全球变暖是人为造成的,人类过度使用石化能源(主要是石油、天然气和煤炭)是造成气候变暖的主要原因。
尽管这是个老生常谈的问题,但2005年这场飓风和两张与雪有关的照片却让老百姓对这个问题有了更加直观的认识。这两张照片一张是飞机航拍的乞力马扎罗雪山的峰顶,人们可以清楚地看到山顶积雪已经开始融化,露出了黑褐色的岩石和土层。《今日美国报》更是把乞力马扎罗雪山列为人们最应该立刻去看的景点,因为该报预测这座非洲最高的山峰很可能会在不久的将来永远变成黑色。另一张关于雪的照片是卫星拍摄的北极圈冰盖照片对比图。从图中可以看到,2005年北极的白色冰盖面积比19年有了显著的减少。那些生活在沿海的人,尤其是一些小岛国家的人,可能会因为北极冰融引发的海平面上升,永远失去家园。
总部设在日内瓦的联合国“世界气象组织”(WMO)日前发布的年度报告中说,2005年的世界地表平均气温比1961~1990年这30年的平均值升高了0.48摄氏度,是自1861年有记录以来仅次于1998年的世界最热年份。
但气象学界争论的早已不是气候是否变暖,而是这种变化是不是人为造成的。因为和许多自然现象一样,地球的气温本身会发生周期性变化。要想知道近年持续高温的真正原因,必须仔细研究地球的过去。
好在地球上发生过的事情都会留下某种痕迹。树木的年轮、极地的冰芯和珊瑚虫的数据,都能为气候的变化提供间接的历史资料。美国弗吉尼亚大学气象学家麦克尔·曼恩(Michael Mann)是这方面的专家。1998年他和另两位气象学家联合发表了研究报告,重构了一张600年以来地球气候变化图。 1999年他们又把这一分析提前到1000年前。最后,3人将分析结果画成了一张气温变化历史图,从图中可以看到,地球平均气温曲线在公元 1000~1900年间几乎是平的,从1900年即工业化时代到来以后,开始急速向上弯曲,国际气象学界把这张著名的气温图叫做“曲棍球杆”图。
2004年年底,曼恩建立了自己的网站.realclimate.org,这个网站现已成为国际气象学爱好者们交流信息的重要平台。2005年,曼恩招来了9位合作者一起建设这个网站,这些人都是气象学领域的资深专家,他们撰写了超过100篇气象学研究报告,内容几乎涵盖了气象学的所有领域和热点。其中最引人注目的是一篇批判家迈克尔·克莱切顿(Michael Crichton)的新书《恐惧之国》的文章。
克莱切顿是《侏罗纪公园》的作者,他的《恐惧之国》将支持全球变暖“人为”说的环保人士描绘成一群环保恐怖主义者,并暗示全球变暖是环保组织制造出来的大阴谋,目的是为环保工程公司牟取暴利。有意思的是,这一指控原本是环保组织批评对手的要害所在,只不过针对的幕后者是石油公司罢了。
这场原本纯粹的科学争论,由于政治和文学的介入,正在变得面目全非。无论曼恩等人的科学分析如何有理有据,他们的读者注定不会比克莱切顿的拥趸来得多。《恐惧之国》这本首印即达170万册,在全球培养了几百万个“气象学家”。在网上书店亚马逊的网站上可以看到800多个读者留言,其中有相当一部分人支持克莱切顿的观点,他们是布什环保政策的坚定支持者。正是因为布什的变脸,美国退出了联合国制定的减少温室气体排放协议《京都议定书》。虽然这项议定书历经磨难,终于在2005年初正式生效,但由于占世界温室气体排放量1/4以上的美国没有参加,致使《京都议定书》的实际效果打了折扣。
2005年8月29日的“卡特里娜”飓风,几乎将新奥尔良夷为平地,这让环保组织看到了说服美国的希望。在“卡特里娜”刚刚过去的第二天就有记者和官员发表看法,将飓风和全球变暖联系在了一起。资深记者罗斯·格博斯潘在8月30日的《波士顿环球报》撰文称:“国家气象局把这场飓风叫做‘卡特里娜 ’,但它真正的名字应该叫全球变暖。”
很多人都怀疑近年来北美飓风频度的增加和全球变暖有关,但气象学界普遍认为,飓风频度本身有一个自然周期,目前北半球正好处于上升期,这一变化与全球变暖无关。不过,以MIT气象学教授凯利·伊曼纽为代表的一批气象学家认为,全球变暖导致了飓风强度的增加。凯利于去年8月在《自然》杂志上发表了一篇研究报告,声称北美飓风强度比上个世纪70年代增加了一倍以上,这种变化与海平面温度上升有直接的联系。根据伊曼纽早年的计算,海平面温度每上升1摄氏度,飓风风速就会增加7%。2005年北美的几次飓风的强度不但证明了他的观点,而且比他预期的还要强出许多。
可是,这篇研究报告同样引来了反对意见。
科罗拉多州立大学气象学家威廉·格雷公开表示:“伊曼纽的文章很差劲,是我读过的最差的文章!”另一位资深飓风专家克里斯托弗·兰西指出,伊曼纽的研究充满了漏洞,主要原因在于测量飓风风速的方法一直在改进,以前的测量方法误差太大,得出的数据不可信,因此无法和现在的数据进行对比。
科学的争论总有水落石出的那一天,但基于道德的指控就不那么简单了。现就职于美国“国立飓风研究中心”的兰西公开宣布退出“间气候变化委员会” (IPCC),他觉得IPCC干涉了严肃的科学研究。美国独立智囊机构“凯托研究所”甚至发表了一份研究报告,指出IPCC不是真正意义上的科研机关,而是被政治家左右的一个宣传部门。“凯托”预计美国下一个财政年度将会为气候研究拨款40亿美元,为了保证拨款强度,必须保证“全球变暖”这杆红旗不倒。
到底谁对谁错呢?目前还未见分晓。但是气象学界存在的这种争论却让布什找到了一个听上去非常充分的借口,拒绝签署《京都议定书》。
两项最新发现支持“人为”之说
让我们暂时抛开政治,关注一下气象学研究在2005年的两项最有趣的发现。一项是来自“欧洲南极冰核”(EPICA)的最新报告,科学家们在南极洲钻取到了65万年前的冰芯,比以前得到的数据又提前了21万年。这项研究可以追溯到1990年,那一年科学家开始从格陵兰岛的大冰原上开冰芯,这些巨大的冰柱有的长达3000米,其中的气泡完整地保留了过去11万年的气候数据,比任何间接的分析都更加精确可信。“欧洲南极冰核”把目光转向更加古老的南极,使得人类对远古时期地球状况的了解又向前推进了几十万年。分析显示,在过去的65万年里,大气中二氧化碳的含量从未超过300PPM(百万分之三百),而目前的二氧化碳含量则达到了380PPM,比工业化前的最高值还要高27%。这项新发现清楚地表明人类活动是如何影响到温室气体的含量的。
另一项新发现其实并不新,却终于在去年引起了大众的注意。早在上个世纪90年代初就有科学家提出,燃烧矿石燃料(尤其是煤炭)所造成的空气污染会使照射到地球表面的太阳光线强度下降。飞机尾气也能产生同样的效果。“9·11”给了气象学家一个千载难逢的机会,因为整个美国的民用飞机全部被停飞了3 天。测量表明,在这3天时间里,美国的气温上升了大约1摄氏度。这种被称为“全球变暗”(Global Dimming)的现象一直不为世人所知,直到 2005年1月英国BBC电视台探索频道播出了一个特别节目,普通百姓才第一次知道有这回事。
这两条有趣的科学新发现相互之间是有联系的。前者指出,人类对矿石燃料的过度开发在短时间里极大地改变了地表温度。后者则暗示,这种改变还会引发全球变暗,从而导致全球变冷。初看之下,人们也许会认为两者相互抵消,没什么好担忧的。其实不然,造成全球变暗的大气污染会给人带来各种疾病,无论如何必须治理。而造成全球变暖的温室气体看不见摸不着,不是普通意义上的空气污染,因此老百姓才会忽略它们的影响。许多气象学家都认为,2003年欧洲创纪录的酷暑就是因为欧洲近年来致力于减少空气污染,降低了“全球变暗”的程度,却没有相应降低二氧化碳含量所致。换句话说,因为空气污染造成的“全球变暗”很可能暂时掩盖了全球变暖的真相,全球变暖的程度比目前观测到的更加严重。
这两个新发现告诉我们,气象学是一门极其复杂的学问,涉及的因素太多,很难准确预测。比如从去年年底开始的欧洲严寒,就让很多人惊呼:不是说全球变暖吗?怎么今年的冬天这么冷!其实,这次严寒归根结底也是全球变暖造成的,因为气温上升导致北极冰雪融化,降低了北大西洋海水的盐度,从而减缓了赤道附近的温暖海水向北方的流动速度,而这股暖流是欧洲的冬天之所以不至于像西伯利亚那么冷的主要原因。
因为温室气体能够带来许多预料不到的结果,国际气象学界流行用“气候变化”这个词来代替“全球变暖”。正像美国宾夕法尼亚州立大学教授理查德·艾利曾经说过的那样,气候的平衡是有临界点的,当气候变化超越某个临界点时,就会产生剧烈的变化。也许全球变暖本身不足以造成2005年北美夏天的飓风和欧洲的严冬,但是全球变暖正在让地球气候加速向临界点逼近。一旦超越了临界点,人类面临的就不仅仅是几场飓风,而是一场真正的大灾难。
突然的脑洞:如果立刻停止排放温室气体,全球变暖能否
造成气候变暖的主要原因是二氧化碳温室气体。
人类活动中主要的二氧化碳排放源头是化石燃料的燃烧,包括煤炭、石油和天然气等,并且发电、交通、制造业等领域都是二氧化碳排放的重要来源。除了二氧化碳,还有一些其它的温室气体,例如甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物等,也能够对气候产生影响。这些气体的排放来自于人类在农业、家庭、工业等领域的生产或消费活动中。由于温室气体对太阳辐射的截留和反射作用,会使大气层的温度升高,进而引起气候变暖的现象。
减少二氧化碳的措施
1、降低对化石燃料的使用量。化石燃料是二氧化碳排放的最大来源。因此,为了降低二氧化碳的排放,可以减少使用化石燃料。这可通过减少汽车使用、使用更加高效的交通方式、实施节能政策等途径来实现。
2、推广清洁能源。清洁能源,如太阳能、风能、水能等不会产生二氧化碳。推广清洁能源可以大幅减少二氧化碳的排放。这可以通过大规模发展太阳能和风能发电等清洁能源来实现。
3、提高能效。提高能效意味着以更少的能源实现同样的需求,从而减少二氧化碳的排放量。能源效率的改进可以通过加强建筑物绝缘、用节能灯具、使用高效居家电器等方式来实现。
4、加强天然气和煤层气利用。天然气和煤层气促进了能源的多元化和清洁化。与煤炭相比,透过燃烧产生的二氧化碳排放量较少。因此,利用天然气和煤层气作为能源,可减少二氧化碳的排放。
降低二氧化碳的排放是一个需要长期坚持和深入推广的任务。只有通过加强政策引导和加强公共宣传,才能引导更多人的关注并积极参与,共同切实取有效措施来减少二氧化碳的排放,减缓和缓解气候变化带来的种种不利影响。
气候变化是由什么引起的
全球变暖指的是在一段时间中,地球的大气和海洋温度上升的现象,主要是指人为因素造成的温度上升.原因很可能是由于温室气体排放过多造成.全球气候变暖是一种“自然现象”.由于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.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.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.甚至真的像那样!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.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.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19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19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19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CO2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,这也严重地威胁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.如不取及对措施,将直接导致淡水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,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.10地球周期性公转轨迹的变动地球周期性公转轨迹由椭圆行变为圆形轨迹,距离太阳更近.根据某科学家的研究地球的温度曾经出现过高温和低温的交替,是有一定的规律性的.[编辑本段]全球持续变暖中国气象局国家气候中心副主任罗勇表示,据世界上许多科学家预测,未来50—100年人类将完全进入一个变暖的世界.由于人类活动的影响,21世纪温室气体和硫化物气溶胶的浓度增加很快,使未来100年全球、东亚地区和我国的温度迅速上升,全球平均地表温度将上升1.4℃-5.8℃.到2050年,我国平均气温将上升2.2℃.“入冬以来罕见大雾天气频发也是暖冬的一个征兆.”罗勇说,大雾天气系“暖冬”造成强冷空气非常弱所致.全球变暖的现实正不断地向世界各国敲响警钟,气候变暖已经严重影响到人类的生存和社会的可持续发展,它不仅是一个科学问题,而且是一个涵盖政治、经济、能源等方面的综合性问题,全球变暖的事实已经上升到国家安全的高度全球变暖的温度预测德国研究人员表示,未来全球气温可能会远远高于一些科学家此前所做的预测,如果新的计算机模型关于气候变化所做的预测是正确的话.据路透社报道,间气候变化专门委员会(IPCC,由各国气象专家组成,研究全球气候趋势)此前预测,到本世纪末,随着二氧化碳的成倍增加,全球气温将升高1.5至4.5摄氏度.但德国美因兹马普化学研究所的迈因拉特·安德烈埃教授及其研究小组的最新测算方法却表明,全球气温上升的最高幅度可达到6摄氏度.安德烈埃教授表示,这种新的方法是将悬浮微粒、温室气体和生物圈效应统一在一起,改变了以往关于气候变化的预测,即使之从人们可以容忍的程度发展到更迅速变化的危险境地.安德烈埃教授将温室气体比作是导致全球变暖的加速器,悬浮微粒的存在则可以减缓气温的上升.悬浮微粒是空气中产生于燃烧、化学制品和烟尘之中的细小微粒.随着新的空气净化调节装置的使用,悬浮微粒的数量将会减少,因而其冷却功效也就随之变小.相反,全球气温却会随之上升.悬浮微粒只能在大气中停留一周的时间,而温室气体则能停留大约50多年的时间.也就是说,悬浮微粒的冷却作用减少得快,而温室气体减少得慢.这样,在长期的竞赛中,温室气体最终必将战胜悬浮微粒,随之而来的就是灼热的高温天气.然而,安德烈埃教授也同时承认,这种情况具有高度的科学不确定性,气候的变化也远远超出了经验和科学理解所能达到的范畴.如果他的计算是正确的,21世纪气候的变化就会超过间气候变化专门委员会的预测.有资料说,再过七年,全球气候将不可逆转的变暖.全球升温的后果据新华社电美国世界观察研究所的研究人员近期警告说,全球气候升温将致全球农业减产,或许在下个世纪出现食品匮乏的局面.研究人员在分析联合国和美国国立科学院发布的信息以及世界稻米市场趋势后得出了这一看法.世界观察研究认为,全球气候升温和地下水水位下降将成为全球粮食供应紧张的直接诱因,全球稻米价格上涨趋势体现了这一点.全球升温还会造成海平面升高,沿海地区会被淹没,以前所说的大西洲就是这样被淹没的.美国发布的统计数字显示,即使是在去年全球粮食大丰收、小麦和玉米价格下降的情况下,稻米价格依然上涨了30%,达到每吨260美元.美国国家科学院(NAS)去年发表的一份研究报告显示,水稻生长季节气温异常上升将使收成减少.另外,全球许多地区出现地下水水位下降、水井枯竭问题,也将对粮食产量构成影响.全球暖化南太小岛即将没顶全球暖化使南极和北极的冰层迅速融化,海平面不断上升,世界银行的一份报告显示,即使海平面只小幅上升1米,也足以导致5600万发展中国家人民沦为难民.而全球第一个被海水淹没的有人居住岛屿即将产生——位于南太平洋国家巴布亚新几内亚的岛屿卡特瑞岛,目前岛上主要道路水深及腰,农地也全变成烂泥巴地.农地积水疟疾肆虐穿着传统服饰向来乐天知命的卡特瑞岛人,几百年来遗世独立,始终保持着传统生活模式,但他们却因人类对环境的破坏造成全球暖化,令他们将面临被海水淹没的命运.卡特瑞岛环保人士保罗塔巴锡说:‘他们已经持续被海洋力量攻击,还有持续不断的洪水,原有的地区都被改变了,被破坏殆尽,几乎所有的地方都被海水淹没了.’目前,岛上原来的主要道路现已水深及腰,原来种植椰子树的农地也全成了烂泥巴地.更不堪的是,招致蚊子苍蝇丛生,疟疾肆虐.专家预测,过不了几年,卡特瑞岛将被完全淹没在海里,全岛居民迁村撤离势在必行.亚马孙的亚马逊雨林逐渐消失而位于南美洲、全世界面积最大的热带雨林——亚马逊雨林正渐渐消失,让全球暖化危机雪上加霜.号称地球之肺的亚马逊雨林涵盖了地球表面5%的面积,制造了全世界20%的氧气及30%的生物物种,由于遭到盗伐和滥垦,亚马逊雨林正以每年7700平方英里的面积消退,相当于一个新泽西州的大小,雨林的消退除了会让全球暖化加剧之外,更让许多只能够生存在雨林内的生物,面临灭种的危机,在过去的40年,雨林已经消失了两成.如何减缓全球变暖地球升温使地球在多个方面发生了变化,其中的一些变化本身也会抑制地球升温的趋势.其一,地球升温使地球上的部分冰雪消融,全球液态水总量增加.而液态水的比热高于冰雪,因温室效应而增加的热量因为地球上液态水总量增加而未使水的温度显著上升,因温室效应而增加的热量虽然使地球上的岩石、土地等温度显著上升,但由于其与地球上的液态水发生热交换,使整个地球不再显著升温,一定程度上抵消了温室效应,延缓了地球上冰雪的融化.其二,地球升温使地球上的绿色植物生长旺盛,其光合作用比地球升温前吸收了的二氧化碳(温室气体的主要部分),固定了一部分温室气体,使这部分温室气体不再阻止地球上的热量向外辐射,也在一定程度上抵消了温室效应.地球升温使地球上液态水总量增加,绿色植物吸收温室气体,反过来延缓了地球升温的趋势,有利于达到均衡.当然,随着地球升温趋势的缓解,地球上液态水增量和被吸收的主要温室气体增量越来越小,如果不减少二氧化碳等温室气体的排放量,地球又会升温,在地球上引起新一轮的液态水总量增加和绿色植物生长峰值,再次延缓地球升温的趋势.所以,在不减少二氧化碳等温室气体排放量的情况下,上述均衡会交替地形成和打破,如此循环使地球气温较之以前发生更大的波动,而不是单调递增;而如果减少二氧化碳等温室气体的排放或将排放的温室气体固定,可平复地球气温的波动.科学家们提出了一个大胆的想法,要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环,遮蔽热带阳光,调节地球温度.不过,一些反对者认为,这种想法肯定会有一些副作用,一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮;而且这一的预算将高得惊人,可能达到6万亿到200万亿美元,就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担,如果把散射粒子改为太空飞船的话,预算额可能会少一些,估计能降到5000亿美元左右.地球诞生以来,大气温度曾经几度升降,太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候.如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话,赤道上空就会出现一个阴影,要部署这些粒子,就必须使用一些专门的控制飞船,像牧羊犬一样照看粒子群.过去的一个世纪,地球温度明显上升,未来一百年间这一趋势还会继续下去,很多研究都证实地球气温将在未来几个世纪里提高1到20华氏度,海平面明显上升,一些海滨城市将不复存在.有科学家指出,减少太阳光照射,地球温度就会降低,而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的.不过,有科学家指出,人们目前还无法计算出地球到底能吸收多少阳光,又有多少阳光被反射回太空,而这正是实施上述的关键一步.美国科学家的研究显示,古代农民的活动曾使世界避免进入新冰川期.这一结果说明,人类活动引起的全球气候变暖不是新现象,它可能持续了数千年.英国《观察家报》最近援引研究人员的话说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳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威谦·拉迪曼说:“要不是早期农业活动带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温.”研究表明,如果没有人类干预,地球会比现在低2摄氏度,蔓延的冰盖和冰川会影响世界很多地区.人类排放的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能,这些气体被称为“温室气体”.它们在大气中大量存在,如同一个罩子,把地面上散发的热量阻挡.就像“暖房”一样,造成地表温度的上升.科学家把这种现象称为“温室效应”.有一种说法:认为温室效应是造成全球气候变暖的主要原因.这是科学家考察了近一百年来二氧化碳排放量的增加与气温上升相关性而提出的.认为控制温室气体的排放,可能会控制全球气候变暖,防止生态平衡破坏,农业变异,冰川融化等灾害发生.当然,根据现代环境科学研究,对温室效应和全球候气变暖的相关程度,还在进一步探索.但人们确实已经感受到全球气候变暖和异常,在这方面,科学家提出控制温室气体排放量也许是防患于未然吧.全球气候变暖的原因有两方面:大量燃烧煤炭、天然气等产生大量温室气体;肆意砍伐原始森林,使得吸收二氧化碳的能力下降.大气层和地表这一系统就如同一个巨大的“玻璃温室”,使地表始终维持着一定的温度,产生了适于人类和其他生物生存的环境.在这一系统中,大气既能让太阳辐射透过而达到地面,同时又能阻止地面辐射的散失,我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应.造成温室效应的气体称为“温室气体”,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射.这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,其中最主要的是二氧化碳.近百年来全球的气候正在逐渐变暖,与之同时,大气中的温室气体的含量也在急剧地增加.许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因.
大自然的“复仇”如何理解全球气候变暖的现状?
气候变化是由太阳的力量。地球轨道的变化。地球旋转轴方向的变化。大气中温室气体的数量。
太阳的力量。几乎所有影响地球气候的能量都来自太阳。太阳发出的能量穿过太空,到达地球的大气层。在大气层顶部截获的太阳能中,只有大约40%通过大气层到达地球表面。其余的被大气反射或吸收。
地球轨道的变化。地球围绕太阳的轨道是一个椭圆不是圆,但椭圆会改变形状。有时它几乎是圆的,地球在绕其轨道运行的过程中与太阳保持着差不多相同的距离。在其他时候,椭圆更加明显,因此地球在运行时离太阳越来越近,越来越远。
地球旋转轴方向的变化。地球绕着一个轴旋转,但是地球的轴不是垂直的,它倾斜成一个角度。 这个角度随着时间而变化,在大约41000年的时间里,它从22.1度移动到24.5度,然后再回来。
大气中温室气体的数量。这些包括二氧化碳、甲烷和水蒸气。在这三者中,水蒸气对温室效应的贡献最大,因为它的含量更多。这些气体将太阳辐射困在地球大气层中,使气候变暖。
气候变化的原因:
据国家气候中心副主任介绍,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。
人类活动,特别是工业革命以来人类活动是造成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。
环境污染与全球气候变化的关系
前文我们提到影响气候的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。既有自然因素,也有人为因素,自然因素我们是不好改变的,但是人为因素呢?全球气候变暖,这个令世界所有人都担忧的问题,我们该怎么看待,我们该怎样去做?……
太多的气候与环境问题问题该需要解决。但是在解决问题之前,我们该看清问题的本末。那么,接下来就为大家介绍关于全球气候变暖的问题。
气候变暖的原因
全球变暖指的是在一段时间中,地球的大气和海洋温度上升的现象,主要是指人为因素造成的温度上升。原因很可能是由于温室气体排放过多造成的。
全球变暖致使海平面上升
由于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,能强烈吸收地面辐射中的红外线,也就是常说的“温室效应”,导致全球气候变暖。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20世纪80年代后,全球气温明显上升。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。
全球大气层和地表这一系统就如同一个巨大的“玻璃温室”,使地表始终维持着一定的温度,产生了适于人类和其他生物生存的环境。在这一系统中,大气既能让太阳辐射透过而达到地面,同时又能阻止地面辐射的散失,我们把大气对地面的这种保护作用称为大气的温室效应。造成温室效应的气体称为“温室气体”,它们可以让太阳短波辐射自由通过,同时又能吸收地表发出的长波辐射。这些气体有二氧化碳、甲烷、氯氟化碳、臭氧、氮的氧化物和水蒸气等,其中最主要的是二氧化碳。100多年来全球的气候正在逐渐变暖,与此同时,大气中的温室气体的含量也在急剧地增加。许多科学家都认为,温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧可能是全球变暖的基本原因。
燃烧产生大量二氧化碳
人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。自工业革命以来,大气中二氧化碳含量增加了25%,远远超过科学家可能勘测出来的过去16万年的全部历史纪录,而且目前尚无减缓的迹象。
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。
近几十年来人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时,这也严重地威胁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个惊人的数字,其结果就将直接导致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19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21世纪中叶,海平面可能升高50厘米。如不取及时措施,将直接导致淡水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到破坏的主要因素。
(4)土地遭侵蚀、沙化等破坏因素。
造成土壤侵蚀和沙漠化的主要原因是不适当的农业生产。众所周知,良好的植被能保持水土流失。但到目前为止,人类活动如为获取木材而过度砍伐森林、开垦土地用于农业生产以及过度放牧等原因,仍在对植被进行着严重地破坏。目前全世界平均每分钟有20公顷森林被破坏,10公顷土地沙化,4.7万吨土壤被侵蚀。土壤侵蚀使土壤肥力和保水性下降,从而降低土壤的生物生产力及其保持生产力的能力;并可能造成大范围洪涝灾害和沙尘暴,给社会造成重大经济损失,并恶化生态环境。
(5)森林锐减因素。
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。
自然因素指的是森林受极端恶劣气候的变异或者地面的地壳运动而引起的减少。人为因素是指进入工业社会以来,人类大量砍伐森林而导致的全球森林锐减。联合国环境规划署报告称,有史以来的全球森林已减少了1/2,主要原因是人类活动。
森林植物具有很好的吸热、遮荫和蒸腾水分的作用。森林植物通过其叶片大量蒸腾水分,消耗城市中的辐射热和来自路面、墙面和相邻物体的反射,从而起到缓解城市热岛效应的作用。当城市森林面积达到30%时,市区气温可降低8%;当面积达到40%时,气温可降低10%;面积达到50%,可降低气温13%。而森林正处于锐减的趋势,按照这样看来,全球变暖的因素也要和它有着必然的联系。
(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,但在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,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。
2008年,世界自然保护联盟日前发布了《2007受威胁物种红色名录》。全球目前有16306种动植物面临灭绝危机,比起2006年又增加了188种,占了所评估的全部物种的近40%。
(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。20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。
(10)地球周期性公转轨迹的变动。
地球周期性公转轨迹由椭圆形变为圆形轨迹,距离太阳更近。根据科学家们的研究,地球的温度曾经出现过高温和低温的交替,是有一定的规律性的。
中国气象局国家气候中心的专家表示,据世界上许多科学家预测,未来50~100年人类将完全进入一个变暖的世界。由于人类活动的影响,21世纪温室气体和硫化物气溶胶的浓度增加很快,使未来100年全球、东亚地区和我国的温度迅速上升,全球平均地表温度将上升1.4~5.8℃。到2050年,我国平均气温将上升2.2℃。
“入冬以来罕见大雾天气频发也是暖冬的一个征兆。”专家说,大雾天气系“暖冬”造成强冷空气非常弱所致。全球变暖的现实正不断地向世界各国敲响警钟,气候变暖已经严重影响到人类的生存和社会的可持续发展,它不仅是一个科学问题,而且是一个涵盖政治、经济、能源等方面的综合性问题,全球变暖的事实已经上升到国家安全的高度。
大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的根源。国际能源机构的一项调查结果表明,美国、中国、俄罗斯和日本的二氧化碳排放量几乎占全球总量的1/2。调查表明,美国二氧化碳排放量居世界首位,年人均二氧化碳排放量约20吨,排放的二氧化碳占全球总量的23.7%。中国年人均二氧化碳排放量约为2.51吨,约占全球总量的13.6%。
如果全球继续升温
将更多的二氧化碳和温室气体排放到大气中所造成的危害,谁也无法确切地说明将来会有多严重?科学家正在估算气候变化所带来的危害。然而真正理解这一切要到2050年。显然,科学家和政治家都不会等到进一步的结果出来才取防治措施,现在的观察和研究成果应该都让公众了解,才不至于使人们不得不在几十年后自咽苦果。
温室效应自地球形成以来,就一直在起作用。如果没有温室效应,地球表面就会寒冷无比,温度就会降到-20℃,海洋就会结冰,生命就不会形成。因此,我们面临的不是有没有温室效应的问题,而是人类通过燃烧化石燃料把大量温室气体排入大气层,致使温室效应与地球气候发生急剧变化的问题。
温室效应会产生什么样的影响呢?由于矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐,致使地球大气中的二氧化碳浓度增加,由于二氧化碳等气体的温室效应,在过去100年里,全球地面平均温度大约已升高了0.3~0.6℃,到2030年估计将再升高1~3℃。
全球继续升温的后果——冰川消融
当全世界的平均温度升高1℃,巨大的变化就会产生:海平面会上升,山区冰川会后退,积雪区会缩小。由于全球气温升高,就会导致不均衡的降水,一些地区降水增加,而另一些地区降水减少。如西非的萨赫勒地区从1965年以后干旱化严重;我国华北地区从1965年起,降水连年减少,与20世纪50年代相比,现在华北地区的降水已减少了1/3,水减少了1/2;我国每年因干旱受灾的面积4亿亩,正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米,城市缺水60亿立方米。
从总的方面来说,如果全球继续升温,那么很可能会出现一下后果:
(1)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。
近年来,人们对从巴塔哥尼亚到瑞士的阿尔卑斯山地区的冰川因为“温室”气体的排放和普遍认为的南极冰川融化速度加快温室效应而融化的情况进行了观察。在南亚地区,问题并不是冰川是否在融化,而是融化的速度有多快?虽然全球变暖的许多不良影响可能要到21世纪末才会变得非常严重,但是尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国和不丹等地的冰川融水可能很快就会给人们造成麻烦。
国际冰雪委员会(ICSI)的一份研究报告指出:“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其他任何都要快。如果目前的融化速度继续下去,这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大。”国际冰雪委员会负责人塞义德·哈斯内恩说:“即使冰川融水在60~100年的时间里干涸,这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。”
位于恒河流域的喜玛拉雅山东部地区冰川融化的情况最为严重,那些分布在“世界屋脊”上的从不丹到克什米尔地区的冰川退缩的速度最快。以长达3千米的巴尔纳克冰川为例,这座冰川是4000万~5000万年前印度次大陆与亚洲大陆发生碰撞而形成的许多冰川之一,自1990年以来,它已经后退了半千米。在经过了19年严寒的亚北极区冬季之后,科学家们曾经预计这条冰川会有所扩展,但是它在1998年夏天反而进一步后退了。
(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)水温升高可能会让南极大陆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。
(5)将感染疟疾等传染病。哈佛大学新病和复发病研究所的保罗·爱泼斯坦注意到,植物也随雪线而移动,全世界山峰上的植物都在上移。随着山峦顶峰的变暖,海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。
西尼罗、疟疾、黄热病等热带传染病自1987年以来在美国的佛罗里达、密西西比、得克萨斯、亚利桑那、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发,一再证实了专家们关于气候变暖,一些热带疾病将向较冷的地区传播的科学推断。
(6)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。
(7)温度升高,会影响人的生育,精子的活性随温度升高而降低……
(8)上文我们说过,由于气温升高,在过去100年中全球海平面每年以1~2毫米的速度在上升,预计到2050年海平面将继续上升30~50厘米。而这将淹没沿海大量低洼土地。此外,由于气候变化导致旱涝、低温等气候灾害加剧,造成了全世界每年约数百亿美元以上的经济损失。问题如果按这个速度发展发展下去却不取措施的话,那将是怎样的一个经济损失!
(9)关于全球变暖的另一项研究结果更令人吃惊,由北极冰原融化,降雨量增加,以及风的类型的不断改变,大量淡水正汇入北冰洋,从而对墨西哥湾暖流造成破坏。正是这些暖流把温暖的表层水从加勒比海带到欧州西北部,并使欧洲形成温暖的气候。而墨西哥暖流一旦因全球变暖被切断后,欧洲西北部温度可能会下降5~8℃之多,欧洲可能面临一次新的冰河时代!
这项研究是位于阿伯丁的苏格兰海洋实验所分析了设在兰群岛海域到法罗群岛海域之间自1893年以来的1.7万多次海水盐度测量结果得出的。在过去的每20年中,流向南部的深层海水盐度变得越来越小,浓度越来越低,这表明有更多的淡水从大西洋北部汇入了该地区。这些新数据第一次充分证明了德国科学家在大约3年前设计的计算机模型。
大气中的二氧化碳的含量急剧升高,而世界人口将在2050年之前达到100亿。“我们的世界正在朝着由人造设施来代替现有免费自然的方向发展”,明尼苏达大学的戴维·蒂尔曼说。但是,我们还没有掌握自然生态系统的有关知识。在2.45亿年前的二叠纪大灭绝中,96%的物种灭亡了。后来随着许多新物种的出现,地球上终于恢复了丰富的种群,但是这个过程足足经历了1亿年。威尔逊说:“一些人认为,自然界会复兴人类所毁灭的一切。”谚语云:“只要有足够的时间,万物皆可应运而生。”或许自然界真的能够恢复一切,但这个漫长的过程对于现代人类无论如何是没有意义的。
马克·吐温曾经说过,天气最动人的特质就在于它的变化多端。1个多世纪过去了,我们仍然在为准确预报天气情况而努力,在控制气候方面却收效甚微;然而,对环境的破坏却是史无前例的。气候变暖,将引发许多问题。
(1)生态。①全球气候变暖导致海平面上升,降水重新分布,改变了当前的世界气候格局。②全球气候变暖影响和破坏了生物链、食物链,带来更为严重的自然恶果。例如,有一种候鸟,每年从澳大利亚飞到我国东北过夏天,但由于全球气候变暖使我国东北气温升高,夏天延长,这种鸟离开东北的时间相应变短,再次回到东北的时间也相应延后。结果导致这种候鸟所吃的一种害虫泛滥成灾,毁坏了大片森林。③有关环境的极端增加,比如干旱、洪水等。
(2)政治。限制二氧化碳的排放量就等于是限制了对能源的消耗,必将对世界各国产生制约性的影响。应在发展中国家“减排”,还是在发达国家“减排”成为各国讨论的焦点问题。发展中国家的温室气体排放量不断增加,2013年后的“减排”问题必然会集中在发展中国家。有关阻止全球气候变暖的科学问题必然引发“南北关系”问题,从而使气候问题成为一个国际性政治问题。
(3)气候。全球气候变暖使大陆地区,尤其是中高纬度地区降水增加,非洲等一些地区降水减少。有些地区极端天气气候(厄尔尼诺、干旱、洪涝、雷暴、冰雹、风暴、高温天气和沙尘暴等)出现的频率与强度增加。
全球气候变暖对农作物生长的影响(4)海洋。随着全球气温的上升,海洋中蒸发的水蒸气量大幅度提高,加剧了变暖现象。而海洋总体热容量的减小又可抑制全球气候变暖。另外,由于海洋向大气层中释放了过量的二氧化碳,因而真正的罪魁祸首是海洋中的浮游生物群落。
(5)农作物。全球气候变暖对农作物生长的影响有利有弊。①全球气温变化直接影响全球的水循环,使某些地区出现旱灾或洪灾,导致农作物减产,且温度过高也不利于生长。②降水量增加尤其在干旱地区会积极促进农作物生长。全球气候变暖伴随的二氧化碳含量升高也会促进农作物的光合作用,从而提高产量。
减缓全球变暖问题
地球升温使地球在多个方面发生了变化,其中的一些变化本身也会抑制地球升温的趋势。
(1)地球升温使地球上的部分冰雪消融,全球液态水总量增加。而液态巨型空中森林水的比热高于冰雪,因温室效应而增加的热量因为地球上液态水总量增加而未使水的温度显著上升,因温室效应而增加的热量虽然使地球上的岩石、土地等温度显著上升,但由于其与地球上的液态水发生热交换,使整个地球不再显著升温,一定程度上抵消了温室效应,延缓了地球上冰雪的融化。
(2)地球升温使地球上的绿色植物生长旺盛,其光合作用比地球升温前吸收了更多的二氧化碳(温室气体的主要部分),固定了一部分温室气体,使这部分温室气体不再阻止地球上的热量向外辐射,也在一定程度上抵消了温室效应。
地球升温使地球上液态水总量增加,绿色植物吸收更多温室气体,反过来延缓了地球升温的趋势,有利于达到均衡。当然,随着地球升温趋势的缓解,地球上液态水增量和被吸收的主要温室气体增量越来越小,如果不减少二氧化碳等温室气体的排放量,地球又会升温,在地球上引起新一轮的液态水总量增加和绿色植物生长峰值,再次延缓地球升温的趋势。所以,在不减少二氧化碳等温室气体排放量的情况下,上述均衡会交替地形成和打破,如此循环使地球气温较之以前发生更大的波动,而不是单调递增;而如果减少二氧化碳等温室气体的排放或将排放的温室气体固定,可平复地球气温的波动。
科学家们提出了一个大胆的想法,要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环,遮蔽热带阳光,调节地球温度。
不过,一些反对者认为,这种想法肯定会有一些副作用,一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮;而且这一的预算将高得惊人,可能达到6万亿~200万亿美元,就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担。如果把散射粒子改为太空飞船的话,预算额可能会少一些,估计能降到5000亿美元左右。
地球诞生以来,大气温度曾经几度升降,太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候。如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话,赤道上空就会出现一个阴影,要部署这些粒子,就必须使用一些专门的控制飞船,像牧羊犬一样照看粒子群。
有科学家指出,减少太阳光照射,地球温度就会降低,而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的。不过,有科学家指出,人们目前还无法计算出地球到底能吸收多少阳光,又有多少阳光被反射回太空,而这正是实施上述的关键一步。
英国《观察家报》最近援引研究人员的话说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳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威谦·拉迪曼说:“要不是早期农业活动带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”研究表明,如果没有人类干预,地球会比现在低2℃,蔓延的冰盖和冰川会影响世界很多地区。人类排放的一些气体如二氧化碳、甲烷、氯氟烃等具有吸收红外线辐射的功能,这些气体被称为“温室气体”。它们在大气中大量存在,如同一个罩子,把地面上散发的热量阻挡,就像“暖房”一样,造成地表温度的上升。科学家们认为控制温室气体的排放,可能会控制全球气候变暖,防止生态平衡破坏、农业变异、冰川融化等灾害发生。
当然,根据现代环境科学研究,对温室效应和全球候气变暖的相关程度,还在进一步探索。但人们确实已经感受到全球气候变暖和异常,在这方面,科学家提出控制温室气体排放量也许是防患于未然吧。
排放温室气体的人类活动包括:所有的化石能源燃烧活动排放二氧化碳。在化石能源中,煤含碳量最高,石油次之,天然气较低;化石能源开过程中的煤炭瓦斯、天然气泄漏排放二氧化碳和甲烷;水泥、石灰、化工等工业生产过程排放二氧化碳;水稻田、牛羊等反刍动物消化过程排放甲烷;土地利用变化减少对二氧化碳的吸收;废弃物排放甲烷和氧化亚氮。人类燃烧煤、油、天然气和树木,产生大量二氧化碳和甲烷进入大气层后使地球升温,使碳循环失衡,改变了地球生物圈的能量转换形式。
世界上的森林主要分为寒带(北方)森林、温带森林和热带森林3类。据专家介绍,今天的森林生态系统,是大自然经过8000年的进化才逐渐形成的。今天,所有的原始森林都沦为伐木业大规模开利用的目标。在热带地区,许多现在已荡然无存的森林就是在过去的50年被砍伐一空的。仅1960~1990年,就有超过4.5亿公顷的热带森林被吞噬,占世界热带森林总面积的20%;还有数百万公顷的热带森林在砍伐、农田开垦和矿产开中退化。
而且,全球的非法砍伐和非法木材产品交易还在继续加剧,尤其是在拥有热带森林的发展中国家和执法不力的俄罗斯等国。而国际市场对廉价木材产品的需求,又进一步恶化了这一状况。
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℃。根据这一预测,全球气温将出现过去10万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。
人们都知道现代社会的环境污染,然而很少人去思考过它的严重程度,以及对我们和后代生活方式、生存环境的影响。最近,《科学》杂志连续4期以「地球的状况」 (State of the Planet)为题发表了多篇这一领域的学术论文;《自然》杂志也在12月4日有数篇这类文章,指出这一问题已迫在眉睫。
在 12月5日《科学》杂志上一篇题为「全球空气质量及污染」(Global Air Quality and Pollution)的文章中,日本科学家Hajime Akimoto研究了环境污染及现代交通工具对大气、农业、生态环境的严重影响。比如,气溶胶(Aerosols) 以及氮氧化物 (Nitrogen Oxide)是一些已知的污染因素。而且,亚洲地区的污染已经超过北美和欧洲。文章作者指出,很显然改善空气质量需要全球各国的努力。
发表在同一期《科学》杂志上题为「当代全球的气候变化」(Modern Global Climate Change」)是报导了美国「海洋及大气管理局」( National Oceanic and Atmospheric Administration)科学家的研究成果。文章中指出,当代社会的气候变化主要是人类的行为引起的。具体来讲,石油及矿业的开,能源的利用,土地的不合理使用,都会改变大气的成分。
报导中说,尽管人们对气候变化的研究有所进展,但还存在许多未知因素,比如气候变化的速度会有多快。这些未知因素使得科学家们尚无法预测气候变化对人类带来的后果到底有严重。
大气污染和全球气候变化还在加剧,这也意味著我们正在给人类未来的生存造成越来越大的难度。因此,如何面对和解决这一问题也就成了刻不容缓的事情。
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一、前言
自从有人类以来,为了求生存以及求更好的生存环境,人类不断向大自然争取生存空间,成为影响环境变迁的因素之一。人类居住越久、人口越多的地方,受到的影响也越大。当人口稀少、科技不发达,人类焚烧森林扩张耕地,对大自然的影响是区域性而且缓慢的。随著人口快速增加、科技不断突飞猛进,人类的影响不断加速而且扩大影响范围,以时日演化成森林缩小、土壤流失、水污染、空气污染、降低生物的多样性、沙漠化,甚至可能导致全球气候变迁。
工业革命以来,人类大量地制造二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、氟氯碳化物等温室气体。人类对大自然的影响不再只是局限於地表,而是扩张至大气,而且藉由大气的运动,将影响逐渐布及全球,大幅提高了全球暖化的可能性。科学家也因此惊觉到气候不只变幻莫测,更可能因人类的过度发展而发生更剧烈的变化。1980年代以来,全球平均气温迅速上升,不寻常的天气与气候现象频频发生频率,使得气候变迁突然成为世人瞩目的议题。
本文从科学的角度,讨论温室气体增加可能产生的气候变迁,预测气候变迁所面临的科学问题,以及我们应取的态度。
二、温室效应
温室效应是一自然现象,自开天以来,就存在於地球。如果地球没有大气,在辐射平衡状态下,地球表面的平均温度约为 -18° C,比目前地表的全球平均气温15° C低了许多。大气的存在使地表气温上升了约33° C,温室效应是造成此一温度差距的主要原因。地球大气中的许多气体几乎不吸收可见光,但专门吸收地球放射出去的辐射。这些气体,允许约50%的太阳辐射穿越大气为地表吸收,但却拦截几乎所有的地表及大气辐射出的能量,减少能量的损失,并且再将之放射出来,使得地表及对流层温度升高。大气放射出的辐射不但暖化地表温度,而且在夜晚继续放射,使地表不致於因缺乏太阳辐射而变得太冷。这些气体的影响类似农业用温室的暖化作用,因此称为温室气体,它们的影响则称为温室效应。温室效应不只发生在地球, 金星及火星的主要大气成份为二氧化碳。金星大气的温室效应高达523° C,火星大气太单薄,温室效应只有10° C。
地球大气的温室效应,创造了适合生物生存的环境。但是,如果大气中的温室气体含量过高,将拦截过多的地球辐射使得地表气温逐渐上升。自从欧洲工业革命以来,人类的工业活动大量使用化石燃料( fossil fuel,如煤、石油 ),制造了大量的二氧化碳,并将之排放至大气之中。在工业革命之前的一千年,大气中二氧化碳含量一直维持在约280ppmv( 亦即,一百万单位体积气体中含有280单位体积的二氧化碳,图1)。工业革命之后,二氧化碳含量迅速增加,1950年代之后,增加速率更快,到1995年浓度已达358ppmv。
从18世纪后叶至1990年代,二氧化碳含量增加了30%。这些增加量主要是来自燃烧化石燃料、水泥制造及土地利用。煤及石油中的炭在燃烧过程中被氧化成二氧化碳;石灰岩被制成水泥的过程中也产生二氧化碳;土地的开发利用不但减少了植物吸收二氧化碳的的量,也加速残枝败叶的腐坏而产生二氧化碳。我们现在所使用的煤大多是泥炭纪(三亿多年前)的树木因某种原因被掩埋在地层之中,逐渐形成的化石。三亿多年前植物吸收太阳辐射所遗留下来的能量,近代人类却在一、二百年之间就将之消耗殆尽。
除了二氧化碳,甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物( CFC )等皆因人类人口的增加、经济活动日趋活络,而迅速增加(图2)。比如,从工业革命之前到1994年, 甲烷含量由700ppbv (part per billion by volume,十亿分之一)增加到1721ppbv; 氧化亚氮由275ppbv增加到311ppbv。CFC为人造化学物质在1950年代才大量出现, 而后迅速增加。最近由於蒙特娄公约禁用氟氯碳化物, 其含量在1990年代已不再增加。
如果与二氧化碳相比,甲烷、氧化亚氮、氟氯碳化物的温室效应更高。比如, 一个甲烷分子的温室效应是一个二氧化碳分子的21倍,氧化亚氮为206倍,氟氯碳化物则为数千倍到一万多倍。不过由於二氧化碳含量远大於其他气体含量, 因此二氧化碳的温室效应仍是最大的。图3为1980到1990之间各种人造温室气体造成的大气中辐射增加量的比例。二氧化碳的效应占了55%,甲烷15%,氧化亚氮6%,氟氯碳化物则共占了24%。
上述的温室气体的另一个特性是它们在大气中停留的时间( 亦即, 生命期)相当的长。二氧化碳的生命期为50~200年,甲烷12~17年,氧化亚氮为120年,CFC-12为102年。这些气体一旦进入大气,几乎无法回收,只有靠自然的过程让它们逐渐消失。由於它们在大气中的长生命期,温室气体的影响是长久的而且是全球性的。从地球任何一角落排放至大气的二氧化碳分子,在它长达100年的生命期中,有机会遨游世界各地,影响各地的气候。即使,人类立刻停止所有的人造温室气体的排放,从工业革命之后,累积下来的温室气体仍将继续发挥它们的温室效应,影响地球的气候。
三、 温室气体对未来气候的可能影响
地球气候史中多次暖期发生时,温室气体含量也较高。在未受到人为干预的情况下,大自然自有其一定的韵律,地球上的生物想躲也躲不掉。然而,现代人类面临的问题是,过多的人造温室气体的排放,是否已经或即将破坏大自然的韵律,留给后代子孙一个毁灭的未来。
如果大气中的温室气体含量持续升高(不可避免的事实!),「间气候变迁研究小组」(Intergovenmental Panel for Climate Change;IPCC)的科学家估计到2100年,全球平均气温将比1990年高出0.9° C到3.5° C(图4)。其中,二氧化碳的温室效应大约占70%,其他温室气体约占30%。由於海洋热容量大,比较不容易增温,陆地的气温上升幅度将大於海洋,其中又以北半球高纬度地区上升幅度最大,因为北半球陆地较多。但是,北大西洋的气温不但不上升,反而下降。依据推估,二氧化碳浓度升高将使全球平均降水增加,尤其以冬季的高纬度地区最为明显。在低纬度地区,原本降水量就比较大的地区的降水量普遍增加,尤其是南亚与东南亚。全球平均气温上升,海水温度也上升,体积膨胀加上极区冰雪溶化,使得全球平均海平面逐渐上升,在 2100年时将比1990年高出38公分至56公分(图5)。海平面上升的主要原因是海水体积膨胀,格陵兰及南极洲冰川溶化的影响较小。
在气候变异度( variability )及极端气候方面, IPCC 科学家作了以下结论:
气候平均或变异度的微小变化可能使极端气候发生频率产生相当大的变化。
普遍增温将导致高温情况的发生频率升高, 但使低温情况的发生频率降低。
暴雨的发生频率可能提高。平均降水减少的地区, 乾旱的可能性升高。水循环可能加强, 其含意为某些地区的旱涝加剧, 某些地区则减缓。
中纬度风暴是否加剧或减弱, 则无定论。
目前的知识无法判定热带气旋及台风的可能变化。
较暖的气候使热带海洋较接近圣婴现象的情况, 类似圣婴现象的气候型态可能较频繁。
四、气候变迁预测的争议
IPCC利用气候模式在超级电脑中推估未来的气候,所用的知识与工具皆是最尖端的科技。然而,以目前人类对大自然的了解与知识,仍不足以用来准确的预测21世纪的气候。在此仅讨论几个较具争议性的议题。
空间尺度越小、变化越剧烈的天气现象,准确度越低:
一般而言,气候模式的空间解析度甚差。在许多模式中,台湾甚至不存在。因此,不同模式预测的区域气候,有时甚至南辕北辙。因此,要利用目前的气候模式预测未来的台湾气候几乎是不可能的任务。
许多影响气候的物理机制仍未为人类所了解:
最明显的例子是悬浮微粒。人类燃烧化石燃料时,也同时产生硫酸盐悬浮微粒,增加大气混浊度,也造成空气污染、酸雨。1950-60年代的科学家就曾警告说,人类造成的空气污染增加大气混浊度,将使气候逐渐变冷。因此,如果考虑悬浮微粒的降温作用,许多地区的增温程度将减少,雨量变化甚至由减少变成增加(或由增加便减少)。IPCC科学家估计,从工业革命以来,人造温室气体造成的增温作用约相当於每平方公尺2.5瓦。同一时期,悬浮微粒的冷却作用则相当不确定,在每平方公尺0-3瓦之间。
气候模式仍不够完善:
目前的气候模式仍有许多不完善之处,与用来预测天气的模式大同小异。许多科学家争辩,当我们仍无法用这些模式准确的预测10天以后的天气,如何能预测21世纪的气候。
自然变迁与人为变迁:
过去一百多年来的气候变迁,有多少是气候的自然变化?有多少是人类污染造成的?科学界针对此一问题仍议论纷纷,尚无定论。最明显的例子是,IPCC评断20世纪是否比其他世纪暖和的结论:「全球平均温度至少与西元1400年以来任何世纪一样暖」 ( at least as warm as any century sinceat least about 1400 )。而且,全球暖化的现象可能与长达数百年而在19世纪末结束的小冰河期有关。小冰河期的发生则与人类的活动无关。至於,小冰河期是否是因为人造温室气体造成的温室效应才结束,则是另一个仍无答案的问题。如何厘清自然变迁与人为变迁是目前科学家面对的一大挑战。
五、我们的态度
气候学家Henderson-Sellers 针对全球暖化防治问题做问卷调查,询问确定性要有多高才能取防治行动。结果民众要求只要50%即可。即使如此,科学家仍无法拍胸脯保证。但是,我们是否可以因此忽略全球暖化的问题。答案是否定的。理由有三:
全球暖化的可能性:
虽然,我们仍无法确切知道温室气体的累积将如何改变地球的气候,但是我们知道人为污染确实可能导致气候变迁,其影响不容忽视。理由有三:(1)人类的活动造成大气中温室气体含量的增加,(2)温室气体具有暖化地球大气的特性,(3)温室气体的生命期从十年到数百年不等,能影响地球气候数百年之久。
气候系统的回馈作用:
气候系统的运作过程中有许多正回馈与负回馈作用。不论是前者或后者,都可能剧烈的改变地球的气候。知名学者W. S. Broecker,最近发表一篇论文警告说,全球暖化有可能改变大西洋的海洋环流,其传送至高纬度地区的热量因而降低,反而使得欧洲甚至全球进入寒冷的气候。他所提出来的机制,乍听之下,似乎会缓和全球暖化,其实不然。因为,该机制的降温作用,远大於全球暖化的增温作用,反而造成更剧烈的气候变化。W. S. Broecker将此机制妙比为气候系统的「阿基里斯的脚踵」(Achilles Heel),亦即微小的变化可能导致气候系统的大转变,甚至瞬变(几年的时间尺度)。
气候变迁的风险太大:
一个台风,不管在落后国家如孟加拉湾,或富裕国家如美国,都可能造成巨大的生命、财产的损失。虽然说气候将如何变迁仍有相当高的不确定性,但是如果全球暖化造成更加剧烈的天气、气候变化,其冲击面之大,将是人类所无法想像的。亦即是,我们所面临的风险之大,是史无前例的。更何况,资料显示古代大气中温室气体含量高时,气候偏暖;含量低时,气候偏冷(图6)。过去一再发生的现象,未来发生的机率也极高。
基於以上的理由,我们应有以下的认知与体认:
风险的概念:
首先,我们必须体认气候变迁预测的不确定性,不能因为科学界无法提出百分之一百可信的结果,而全盘否定气候变迁的可能性。人的一生中面对许多大大小小的风险。现代人因此相当多的时间、金钱与精力, 维护自身的健康,购买寿险、健康保险,防患於未然。而在做这些维护自身利益的措施之前,我们从不需去确定不幸的事情一定会发生。同样的,人类的未来面临更多的大风险。更何况,过去一、二百年来,人类已经为自己的未来埋下更多不可预期的危机。与其面对茫茫的未来,毫无作为,不如起而行,尽心尽力维护地球的健康。人与自然的互动应是互相融合, 而不是事后的适应与疗伤。即使全球暖化发生的机率不高或者程度不严重, 任何维护地球环境的投资( 不论是有形或无形的 )都是值得的,因为至少我们维护了一个健康的生存环境。何况,如果发生了,人类所付出的代价将极其惨重。毕竟, 维护地球的健康, 就是延续人类的生存。
摒弃「得过且过」的观念:
京都的「气候变化纲要公约」会议将全球暖化的议题提升到最高点。人造温室气体可能造成的气候变迁,由於不确定性较大,对各国的经济影响大了许多,在国际政治舞台上,各国也很难取得共识。台湾对此一议题的处理方式,仍处於得过且过的阶段。总是谈论「因应之道」,而不是「解决之道」,一厢情愿的希望能适用较宽的二氧化碳排放标准。甚至,有人建议应靠外交谈判来处理相关问题。然而,台湾有多少外交筹码,心知肚明。核能政策的拥护者也趁机建议应发展核能发电。残酷的事实是,台湾仍将继续投资於高耗能的炼钢厂,即使多盖几座核能发电厂,也缓不济急,於事无补。更何况,核能发电厂有其另外的环境问题。鸵鸟心态不但解决不了问题,只会使情形恶化。
营造「环境善国」:
20世纪末,高度的经济发展对人类生存的地球已经形成重大压力。台湾地小人稠,所承受的环境污染与生态破坏更是严重。我们应该取的策略是,重新思考台湾经济政策与科技政策,让经济发展、科技发展、与环境保护合而为一,而不是互相牵制。台湾应该取的策略不是因应之道,而是规画一个能兼顾「适度的经济发展」与「环境保护」的永续发展策略,让台湾成为「环境善国」,善尽地球村一员应尽的义务,彻底的解决地区性的与全球性的环境污染问题。
结语
本文讨论了温室效应、未来的气候变迁,而且刻意将科学的不确定性赤裸裸的呈现出来。笔者相信这方面的资讯相当重要,因为气候预测将严重影响下游的冲击评估及因应策略研究,甚至制订政策的方向。不确定性或概率 )的概念, 也应纳入冲击评估及因应策略研究。我们应作的是依据不同的想状况来评估气候变迁的可能冲击,而不是铁口直断,给予斩钉截铁的答案。
我们更不希望、企业、甚至民众,因为知道气候变迁预测的不确定性,而忽视人为环境变迁可能带来的巨大影响。相反的,就是因为它的不确定性及可能造成的灾害,我们应投入更多的精力在环境保护相关的研究、教育与防治上, 设法结合绿色科技与经济,让环保与适度而且必要的经济发展形成双赢的局面。
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