氣象大講堂:氣候變化科普知識(shí)講座
更新時(shí)間:2011-07-15
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由中國(guó)氣象報(bào)社主辦的“氣象大講堂”系列報(bào)告活動(dòng)在中國(guó)氣象局正式啟動(dòng)。作為*受邀嘉賓,中國(guó)工程院院士丁一匯以《氣候變化的挑戰(zhàn)——過去、現(xiàn)在、將來》為題,講述了氣候變化方面的科普知識(shí)。
千萬(wàn)年來,地球的氣候在不斷地變化著,但地質(zhì)年代的氣候變化總體上是緩慢的,而現(xiàn)代氣候變化是快速的,它比地質(zhì)年代的氣候變化速率一般要快一千到一萬(wàn)倍。二氧化碳是氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
近百年的現(xiàn)代氣候變化是由自然的氣候波動(dòng)與人類活動(dòng)共同造成的,而近50年的變暖主要是由人類活動(dòng)造成的。這種科學(xué)的共識(shí)促成了政治層面重大決策的產(chǎn)生,即制定了《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》與《京都議定書》。
氣候變化對(duì)中國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了明顯影響,正負(fù)面影響皆存,但負(fù)面影響會(huì)加劇。超過臨界值的氣候變暖對(duì)中國(guó)來說主要不是“福音”,而是“災(zāi)害”或“災(zāi)難”。
應(yīng)對(duì)氣候變化的科學(xué)發(fā)展觀在國(guó)家、部門與企業(yè)、個(gè)人三個(gè)層面上是一致的。中國(guó)政府面臨發(fā)展和減排的雙重任務(wù),社會(huì)經(jīng)濟(jì)部門與企業(yè)既面臨著水資源、農(nóng)業(yè)、海平面、重大工程建設(shè)等方面的安全問題,也擔(dān)負(fù)著發(fā)展高新技術(shù)、加快新能源研究的重大任務(wù)。個(gè)人要盡一切努力節(jié)約能源,改變消費(fèi)模式和習(xí)慣,樹立牢固的保護(hù)氣候和環(huán)境的意識(shí)。
氣候變化的“前世今生”
在地球氣候演變的地質(zhì)年代,地球上的氣候有過很暖的時(shí)期,那時(shí),大氣中的二氧化碳濃度很高,曾達(dá)到過3000ppmv至7000ppmv(ppmv,指同溫同壓下其體積占空氣體積的比例為百萬(wàn)分之一)。
但在1億年前也曾出現(xiàn)了三次大冰河期,分別發(fā)生在22億至24億年前、6億至7.5億年前和2.8億年前。那時(shí),*海洋一片冰封,通過冰—反照率反饋機(jī)制,zui后都被冰封,成為了冰雪的海洋。
后來,大陸漂移、板塊碰撞使地殼變形,同時(shí)又有火山爆發(fā),其排放的二氧化碳“闖入”大氣,使大氣中二氧化碳的濃度增加。由于二氧化碳產(chǎn)生溫室效應(yīng),并且風(fēng)吹降塵染黑冰蓋減少了陽(yáng)光反照率,地表溫度上升到了一個(gè)臨界值,冰冷堅(jiān)硬的熱帶冰層開始融化。從此,氣候變暖增強(qiáng)并擴(kuò)展到,zui后整個(gè)地球成為了無冰的“水球”。直到1億年前左右,地殼板塊運(yùn)動(dòng)減慢,地球上的氣候才進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。
6500萬(wàn)年前,白堊紀(jì)結(jié)束,溫暖的氣候也隨之結(jié)束了。此后,地球氣候不斷變冷。到了250萬(wàn)年前,氣候十分寒冷。但在6000萬(wàn)年前以來的氣候變冷期,總體上氣候比今天暖,二氧化碳濃度比今天高。
由上可見,無論在任何時(shí)期、有任何起因,地質(zhì)資料都告訴我們,二氧化碳與溫度變化以相同的趨勢(shì)在演變,二氧化碳是氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
人類排放的二氧化碳是地球氣候變化在近代的一個(gè)新的驅(qū)動(dòng)力。觀測(cè)結(jié)果表明,工業(yè)化以來,大氣中的溫室氣體明顯增加,目前二氧化碳的濃度達(dá)到了42萬(wàn)年來的zui大值,而20世紀(jì)也是過去2000年中zui溫暖的100年。地質(zhì)結(jié)構(gòu)(如板塊運(yùn)動(dòng))和火山爆發(fā)、溫室氣體的變化(自然產(chǎn)生和人類活動(dòng)產(chǎn)生的)、氣候系統(tǒng)內(nèi)部的變化等,共同推動(dòng)了地球現(xiàn)代氣候變化。
根據(jù)米蘭科維奇(Milankovitch)循環(huán)理論,氣候平均具有周期為10萬(wàn)年左右的“冰期—間冰期”循環(huán)。這種自然的軌道強(qiáng)迫可在幾千年時(shí)間的尺度上影響關(guān)鍵的氣候系統(tǒng),如季風(fēng)、海洋環(huán)流、大氣的溫室氣體含量等。我們目前處于末次間冰期后期,但其將向冰期演變的冷卻趨勢(shì)卻不會(huì)減緩現(xiàn)代變暖的步伐??茖W(xué)家們指出,至少在30000年之內(nèi)地球不會(huì)自然地進(jìn)入下一個(gè)冰河期。
人類活動(dòng):現(xiàn)代氣候變化的一種主要驅(qū)動(dòng)力
在關(guān)于氣候變化成因的認(rèn)識(shí)方面,IPCC加快了前進(jìn)的步伐。IPCC第三次評(píng)估報(bào)告(2001年)指出,新的、更強(qiáng)的證據(jù)表明,過去50年觀測(cè)到的大部分增暖“可能”歸因于人類活動(dòng)(66%以上可能性);而其第四次評(píng)估報(bào)告(2007年)指出,人類活動(dòng)“很可能”是氣候變暖的主要原因(90%以上可能性)。
有三方面的證據(jù),讓躲在工業(yè)化后二氧化碳增加背后的“真兇”顯露原形,它就是化石燃料的燃燒:首先,南極和格林蘭冰芯記錄表明,在工業(yè)革命前后,大氣中二氧化碳開始迅速增加,從那以后,其濃度變化大致與化石燃料消耗的增長(zhǎng)率相近;其次,北半球大氣二氧化碳濃度比南半球的要高一些,因?yàn)榇蠖鄶?shù)強(qiáng)排放源位于北半球;第三,大氣中氧含量每年減少3ppmv,這與大氣中二氧化碳的增加是相對(duì)應(yīng)的,因?yàn)槎趸际侨紵漠a(chǎn)物。