全球变暖,现在是一个毋庸置疑的事实,整个气候变暖了,气候的系统也变暖了,气候环境也发生了很多变化,这个变化涉及到我们生活、生产、社会和人身安全。所以不但科学家感兴趣,各国政府决策者也很感兴趣。
气候变化研究又是一个交叉的科学,涉及自然科学、社会科学、社会经济和国家的安全,所以很重要。在信息领域应当引起大家的关注。
国内国外都很关注气候变化,我最近统计了一下,气候变化的专家提出最多的问题是哪些?比如在国际上,经常会有一些人问我:全球变暖了,海平面上升,格陵兰冰盖的融化是怎么样?南极冰盖是不是融化了,这些东西排放到海洋里面,让海洋温度上升,导致海平面上升,究竟是一个什么原因?英国怎么样、荷兰怎么样?在这种情况下,我们广州又怎么样?还有冰川问题,等等。在中国问题更多了,问我最多的问题就是:喜马拉雅山的冰川是不是要融化了?上海、广州会不会被淹没,还有水资源的问题。西部大开发问题,沙漠化问题等,都与气候变化和冰川联系在一起。
谈谈气候变化对自然、经济、社会的影响。
IPCC是气候变化专业委员会,是联合国委托世界气象组织和联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WHO)共同组成的组织,其中世界气象组织扮演了重要的角色。强调一下,IPCC不是一个原始性的创新研究工作部门,而是一个政府间机构,它向UNEP和WHO所有成员国开放,IPCC集合了20多位科学家20年以来的大量研究和评估工作,下一步研究的对象,是针对一个《政治公约》和《气候变化公约》提供可研究的基础。
IPCC有三个工作组,第一工作组评估气候系统和气候变化的科学问题;第二工作组的工作针对气候变化导致社会经济和自然系统的脆弱性、气候变化的正负两方面后果及其适应方案;第三工作组评估限制温室气体排放和减缓气候变化的方案。另外还设立一个国家温室气体清单专题组。每个工作组(专题组)设两名联合主席,分别来自发展中国家和发达国家,其下设一个技术支持组。我在的第一工作组,担任研究的主题是:气候变化科学自然科学基础。这项工作,我们到明年的9月份,28届IPCC大会,我们将会做报告,同时选入IPCC第五次工作报告评估。
IPCC自1988年开始以来,已经完成了三次评估报告,1990年进行了第一次评估报告,然后到了1995年,做出第二次的评估报告,今年2月份、4月份、5月份发出第二、第三、第四次的评估报告。今年的11月17号,我们发布综合的报告。
IPCC于2007年11月12日在西班牙召开第27届会议,中国代表团不仅有气象局,还有发改委、农业部、水利局和外交部等同事,将近20多个人。在会议的最后一天11月17号,现任联合国秘书长潘基文参加了这个闭幕式,并发表了讲话,对气候变化给予很大的关注。另外,说今年是气候变化的热门年,其中还有一个原因,就是潘基文在今年夏天,去了一次南极洲,对南极冰川的融化,他有切身的体验,他是第一个去南极冰盖的人。11月17号西班牙参加IPCC第十六届全会。这是自1988年成立以来,联合国秘书长第一次踏进IPCC的大门,使我们气候变化的工作,得到联合国的重视。因为他是第一次来参加IPCC大会的闭幕式,并发表讲话,因此具有重要意义。
气候虽然是一个科学的问题,但是它与经济、政治紧紧地联系在一起,事实上,气候与人类的生存发展紧密联系在一起。所以,它不仅是一个高深的科学问题,也是一个紧迫的政治和经济问题。
一个气候系统是由大气圈、水圈、冰雪圈、地球表面和生物圈组成的,我们认为大气圈一般在对流层的顶部,平流层的下部,我们作了一个界限,上表面接受太阳的辐射热,如果太阳辐射和地球围绕太阳运动的姿态不发生任何变化,这个大气圈的量就是常量,如果发生变化就有变化了。
一、天气和气候的概念
天气是短时间发生的气象现象,像刮风、下雨、打雷,沙尘暴,等等,总而言之,天气是短时间的发生的气象现象。这个短时间的气象现象随着时间坐标的延伸推移,以月、年、数年、数百年、甚至千年、万年、一百万年这样的时间程度来平均或者统计天气状况,我们称之为气候。比较多的天气,组成了一个气候,这组成一个比较好的衔接关系。天气是用刮风、下雨等衡量,而气候的衡量,是用一个距离平均值的状况来表示。通过用冷、暖、干、湿、这样一个半定量物理数表示。简单一点来说,长的就是气候,短的就是天气。
二、地球与太阳的辐射关系
地球表面接收太阳的辐射热量是一个常量,大概是1370瓦每平方米。就地球来说,有白天黑夜,地球有时面向太阳,有时背向太阳,还有反射等,大概只剩下288 瓦每平方米,真正加热到地表的热,同时还要考虑云的效应,非常复杂,平均来说,接收到的辐射热,就不是1370 瓦每平方米了,大概是240 瓦每平方米,这个量大体上不变。
地球存在一个温室的效应,简单地说,这可使地表吸收长波辐射,就像一个棉被一样,盖在地球上,如果没有这个,地球的平均温度就是-18℃,也就是说,是这个“被子”使大气变暖。
同时,还有一层水汽,让我们的平均温度有15℃,适合人类的生存和可持续发展,太冷也不行,太热也不行,太冷就让全球变冷、变暗,太热就全球变暖。
是否有一个平衡呢?我想有可能,我举一个例子,如果我们大量燃料化石原料,比如石油,以前一个单位一部汽车,现在一家人一部汽车,将来一家有很多辆汽车。假如二氧化碳倍增的话,地球的温度越来越热,会产生一个辐射的强度,失去了动态的平衡,这样的话,气候会变暖。
三、气候变化的原因
气候系统发生了变化有两个原因,一个是自然原因,一个是人为原因。自然原因有海洋、陆地、火山活动的变化所导致气候的变化。人为原因有:大量的排放有害气体、二氧化碳和其他温室气体以及土地利用发生变化等,也会导致气候变化。人为因素是引起气候变化的主要原因。
引起温室效应的气体主要有二氧化碳、甲烷,等等,就二氧化碳来说,它占温室效应的60%,它的生命周期为50年到1000年,这就是说现在我们全球变暖,不是说今天排放就今天变暖,而是经过了很多年的沉淀才发生变化的,这就需要历史责任和历史承担了。
1.全球二氧化碳是否增加了?
哪些人在多年前率先向大气大量排放二氧化碳呢?显然是发达国家的。哪些是在之后排放呢?就是还没有发展的国家。目前,排放得比较多,是发达国家和一些经济发展很快的国家,比如中国、印度、墨西哥、巴西等。但是我觉得大气是没有国界的,排放了以后,别人是可以测出来的,不仅外国人可以测,我们也可以测。中国气象组织在青海建立了一个大气分解站,从20世纪90年代开始已经预测。我们看到,二氧化碳的量是增加了。
科学家在南极打了一个钻,在冰里面发现很多气泡,这种气体是随着冰同时形成的一种气体。这个冰的年龄有多长,这个气泡年龄也大概有多长,这个冰可以恢复1000年以前的问题。发现1000年前的二氧化碳浓度是280左右,但在公元1700年就已经上升了,到现在已经是变成380、390的浓度了。1750年是人类工业化的开始,可见自从人类工业化开始,二氧化碳浓度一直在增加,没有停止过。证明了人类向大气排放大量二氧化碳,在工业化时代就开始了。而且我们也应承认,在农业条件的改善之后,也排放了大量二氧化碳。
我们在南极建了一个大气二氧化碳浓度的观察站。可以观测到大概42万年以来,二氧化碳浓度的变化,并发现有4个气候二氧化碳的浓度变化的旋回,每一个旋回间隔是10万年。这个周期恰巧就是地球转动的周期,这充分证明了人类活动应该按照10万年一个自然变化规律,人类的活动已经严重影响气候,导致气候的变化。
因此我认为,第一,全球观测的事实证明气候系统在变暖;第二,就全球变暖来说,不仅是大气圈变暖,整个全球气候系统都在变暖了。通过分析数据,从有气象观测以来,温度一直上升,特别是上世纪中叶以来一直强劲上升。另外,全球海平面不断上升,其中有两个原因。第一个原因,就是全球变暖让地球的温度变暖,这个温度的升高,就导致海平面上升,另外就是高山冰川融化排向海洋导致海平面上升。
我顺便在这里谈一下大气中的温室气体,有一个名词叫做“辐射强迫”,太阳辐射变化以及地表特征的变化,都可以改变气候系统的能量平衡,这些变化我们可以用“辐射强迫”表述,它被用于各种人为和自然驱动因子,它对全球气候的增暖或降冷有作用。科学家们对 “自然强迫”的认识,无论是自然界的,还是人类活动的,我们分得很细。气象学家进行了观察,可见大量排放的二氧化碳,会导致“辐射强度”的变化,我们对每一个变化作了定量的观测,得出二氧化碳的“辐射强度”大概是1.66/平方米。
2.IPCC 4次评估
IPCC自1988年建立以来,有4次评估。对认识问题有很好的帮助。
第一次的评估报告是1990年完成的,组织认为近百年的气候变化,可能是自然活动,或者是人类活动,或者二者共同影响造成的。这说得很好,有可能是人为的,有可能是自然的,也有可能是二者共同造成的。
第二次是1996年,组织又说,定量表述人类活动对全球气候的影响能力仍然有限,是科学家的能力有限,而且在一些关键因子方面存在不确定性,但是越来越多的各种事实表明,人类活动的影响已经被觉察出来了。
到2001年,这个报告在上海发布,新的、更强的证据表明,过去50年观测到大部分增暖可能归于人类活动,可信度是66%以上的。
2007年报告表明,人类活动很可能是气候变暖的主要原因。加了一个“很”,就是达到90%以上了。
综上两点,全球变暖的主要的因素就是人为因素,这是很有科学的依据。
四、温室气体未来的趋势
在1970年—2004年间,2004年温室气体排放总量比1970年增加了70%。其中二氧化碳浓度是成倍的增加,而且各种气体的增加程度是不一样的。二氧化碳从1970年—2004年间,增加了80%。发展中国家经济正在发展,在全球的排放量占的比重比较大。到本世纪30年代,排量增加2/3是来自发展中国家,增量非常大。需强调的是二氧化碳在大气中的存在时间很长,过去排放,现在排放,将来还需要排放一部分,也就是说,即使我们现在非常的节制,温度仍然是继续上升的,大概维持1000年左右。
此外,地表温度也会显著增加,简单来说,高纬地区的降水量很可能增多,而副热带将减少,还会出现偏移,偏移的结果,就是会出现干旱的情况。
五、气候系统变化对我国经济社会发展的影响
极端天气气候事件增强、增多,也就是说频率和频速增加。比如说,特大暴雨、台风、超强台风、沙尘暴等。
今年7月,淮河流域出现大洪水,造成重大的损失,降水量比去年增长1~2倍,遭遇到100多年来强暴风雨的袭击。重庆、北京、上海、新疆等地区也出现了暴雨,同时出现了很多自然灾害,包括泥石流等。
还有雷电灾害,可能有人认为不太严重,根据中国气象局从2003、2004年开始统计,雷击造成的人员伤亡和经济损失,仅次于暴雨和泥石流,损失很严重。今年雷电灾害,已导致了449人死亡,比2005年多了200人。同时,还有酷热的天气,长时间的连续高温也达到历史的最高水平。
气候变化对各行各业各部门也产生了影响,比如说对农业生产的影响,我国近年来小米、稻谷、玉米这三大支柱农产业在这些年普遍减产。如果不采取措施,会对我们中国农业生产产量产生严重后果。
水资源问题也日益严峻,总的来说,我国是一个水资源紧缺的国家,特别是经过我们一段时间的发展,很多大山的水资源也消失了,1950年以来,我国6大江河径流也减少了。另外,气候变暖也导致草原的退化。
上海、广州会不会受到海平面上升的影响?其实海平面上升对一些海岸城市是有一些影响的,如果我们采取一些有效措施,对淹没地区是可以减少损失。如果海平面上升30米,我们修一个方坡地,淹没区面积可以减少到1000平方米左右。因此,人必须要学会适应气候的变化,以改进我们的生活环境。
六、全球的冰冻圈的问题
冰冻圈在地球表面,一般在海拔3000米以上及高纬度地区,有冰盖和冰川覆盖,其下为冻土层,把这些冰盖、冰川及冻土层等称为冰冻圈。就广东来说,是属于亚热带地区,所以下雪是比较少见,但是一些中高端地区,冰冻圈是很重要的圈层。地球的表面积,被冰雪覆盖的面积非常大。
全球冰冻圈最发达是在南极和北极地区,恰恰是变暖最显著的地区,我特别强调,南北极的积雪和冰川如同地球的两顶“白帽”,所以全世界的淡水资源,75%以上都储存在这里,加上其他的冰川,淡水资源90%以上都在冰冻圈里面。
南极冰盖融化,对海平面上升负有直接的责任。南极冰盖融化导致海平面的上升对发展中国家影响是最大的,到2020年,如果我们不防止这个情况的出现,损失最大的是亚洲,对欧洲的破坏也很大。亚洲的损失最大,是因为我们人口最大,欧洲损失大,是因为他们的经济体量大。对于这个问题,科学家做了大量的监测。
对中国来说,我们冰川分布非常多,相当于欧洲地区。我们国家基本上西部地区都是冰川地区。我认为青藏高原的积雪多少会直接影响长江上下游汛期洪水爆发的频率。
而冻土的变化也非常重要,这不仅是生态的问题,同时还是水资源、大气、环境的问题等,甚至是涉及到国家发展战略的问题。我可以举一个例子,如果气候变暖,冻土就会融化,就会变成比较温暖的地区,像俄罗斯、西伯利亚变暖之后,生态环境虽然有所改观了,但是相反有一些富饶的地方会变干旱,从而影响一些国家的政治经济发展。
对于冰冻圈的保护,党和国家政府非常重视,去年十届全国人大四次会议上,由西藏20位全国人大代表和24位其他省市区代表团的全国人大代表联名提出的《关于构建西藏高原国家生态安全的条例》,成为会议的重点,这表明党对这个问题的重视。
最后,我要告诉大家,气候变化确实是值得我们重视的问题,我们在建设和谐社会,落实科学发展观的时候,提出这个问题,我觉得应该需要引起全体科技工作者的高度关注。另外,要加强探测研究,特别是科技界,应该对气候变化,从自然科学到适应、应对策略这一方面,提出主要的见解。
气候变化是一门交叉的学科,应互相交流学习,实现合作共享多赢,从而让科学工作可以继续深化。
气候变化对自然、经济、社会的影响
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