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氣象大講堂:氣候變化科普知識講座

更新時間:2011-07-15      瀏覽次數(shù):2918
       由中國氣象報社主辦的“氣象大講堂”系列報告活動在中國氣象局正式啟動。作為*受邀嘉賓,中國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。

  千萬年來,地球的氣候在不斷地變化著,但地質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,它比地質年代的氣候變化速率一般要快一千到一萬倍。二氧化碳是氣候變化的一個關鍵驅動力。

  近百年的現(xiàn)代氣候變化是由自然的氣候波動與人類活動共同造成的,而近50年的變暖主要是由人類活動造成的。這種科學的共識促成了政治層面重大決策的產(chǎn)生,即制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》與《京都議定書》。

  氣候變化對中國的生態(tài)系統(tǒng)和國民經(jīng)濟產(chǎn)生了明顯影響,正負面影響皆存,但負面影響會加劇。超過臨界值的氣候變暖對中國來說主要不是“福音”,而是“災害”或“災難”。

  應對氣候變化的科學發(fā)展觀在國家、部門與企業(yè)、個人三個層面上是一致的。中國政府面臨發(fā)展和減排的雙重任務,社會經(jīng)濟部門與企業(yè)既面臨著水資源、農(nóng)業(yè)、海平面、重大工程建設等方面的安全問題,也擔負著發(fā)展高新技術、加快新能源研究的重大任務。個人要盡一切努力節(jié)約能源,改變消費模式和習慣,樹立牢固的保護氣候和環(huán)境的意識。

氣候變化的“前世今生”

  在地球氣候演變的地質年代,地球上的氣候有過很暖的時期,那時,大氣中的二氧化碳濃度很高,曾達到過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,*海洋一片冰封,通過冰—反照率反饋機制,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,并且風吹降塵染黑冰蓋減少了陽光反照率,地表溫度上升到了一個臨界值,冰冷堅硬的熱帶冰層開始融化。從此,氣候變暖增強并擴展到,zui后整個地球成為了無冰的“水球”。直到1億年前左右,地殼板塊運動減慢,地球上的氣候才進入穩(wěn)定狀態(tài)。

  6500萬年前,白堊紀結束,溫暖的氣候也隨之結束了。此后,地球氣候不斷變冷。到了250萬年前,氣候十分寒冷。但在6000萬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,無論在任何時期、有任何起因,地質資料都告訴我們,二氧化碳與溫度變化以相同的趨勢在演變,二氧化碳是氣候變化的一個關鍵驅動力。

  人類排放的二氧化碳是地球氣候變化在近代的一個新的驅動力。觀測結果表明,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到了42萬年來的zui大值,而20世紀也是過去2000年中zui溫暖的100年。地質結構(如板塊運動)和火山爆發(fā)、溫室氣體的變化(自然產(chǎn)生和人類活動產(chǎn)生的)、氣候系統(tǒng)內(nèi)部的變化等,共同推動了地球現(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10萬年左右的“冰期—間冰期”循環(huán)。這種自然的軌道強迫可在幾千年時間的尺度上影響關鍵的氣候系統(tǒng),如季風、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卻不會減緩現(xiàn)代變暖的步伐。科學家們指出,至少在30000年之內(nèi)地球不會自然地進入下一個冰河期。

  

  人類活動:現(xiàn)代氣候變化的一種主要驅動力

  在關于氣候變化成因的認識方面,IPCC加快了前進的步伐。IPCC第三次評估報告(2001年)指出,新的、更強的證據(jù)表明,過去50年觀測到的大部分增暖“可能”歸因于人類活動(66%以上可能性);而其第四次評估報告(2007年)指出,人類活動“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,因為大多數(shù)強排放源位于北半球;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應的,因為二氧化碳是燃燒的產(chǎn)物。

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