對(duì)普通民眾來說,全球變暖似乎只是一個(gè)抽象的概念,是距離自己很遙遠(yuǎn)的事情。如何應(yīng)對(duì)全球變暖則是政府部門的職責(zé),跟自己沒啥關(guān)系。其實(shí)不然,全球變暖是切實(shí)發(fā)生每個(gè)人身旁的事情,它會(huì)對(duì)地球上每個(gè)人的生活造成影響,衣食住行可能都會(huì)受到全球變暖直接或間接的作用。作為地球村的一員,我們普通民眾也應(yīng)該了解一些基本的全球變暖知識(shí),并積極從自己做起應(yīng)對(duì)全球變暖。
IPCC(聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì))撰寫的氣候變化報(bào)告是最權(quán)威的關(guān)于全球變暖的資料之一,此報(bào)告主要綜合了已有的眾多專業(yè)雜志上經(jīng)過同行評(píng)議的科學(xué)工作。在其2007發(fā)布的最新報(bào)告(IPCC AR4)中,有眾多獨(dú)立的科學(xué)資料都表明全球正在迅速的變暖。
全球海洋及大氣平均溫度迅速升高。
IPCC AR4的發(fā)布年(2007年)之前的12年內(nèi)有11年可以排進(jìn)有儀器記錄以來的最溫暖的12個(gè)年頭??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)不但全球平均溫度在升高,其升高的速度也是在增加的。另外,溫度升高的范圍是全球性的,其中又以北半球的高緯度地區(qū)最為明顯。同時(shí),不光是地表溫度升高,海洋觀測資料和探空氣球及衛(wèi)星資料顯示深海及高層大氣也存在著相應(yīng)的變化趨勢。
大范圍的冰雪融化。
始自1978年的衛(wèi)星觀測顯示北極地區(qū)海冰的覆蓋區(qū)域正在以2.7%每十年的速度縮減。南北半球的冰川和雪的覆蓋面積均明顯減少。同時(shí),永久凍土區(qū)的溫度從上世紀(jì)80年代起也已經(jīng)升高3攝氏度。
全球海平面上升。
現(xiàn)有的觀測表明全球海平面升高的速度已由1961-2003的1.8毫米每年的速度升高至1993年至2003年的3.1毫米每年。一般認(rèn)為海平面的上升主要是有兩部分構(gòu)成:一是陸地冰川和冰蓋的融化,二是溫度升高引起的水體膨脹。現(xiàn)有的數(shù)據(jù)表明冰雪融化對(duì)海表面升高的貢獻(xiàn)僅有28%,而其余部分則主要是由于溫度升高導(dǎo)致的水體膨脹。這也算是全球變暖的間接證據(jù)之一。
極端天氣事件頻率和強(qiáng)度的變化。
大多數(shù)地區(qū)極冷的天數(shù)減少,極熱的天數(shù)增加; 強(qiáng)降水事件增加;北大西洋地區(qū)熱帶氣旋強(qiáng)度的增加等等。值得一提的是,盡管在別的區(qū)域也有氣旋增強(qiáng)的現(xiàn)象,但因?yàn)閿?shù)據(jù)量不夠充分的原因,IPCC報(bào)告并沒有使用這個(gè)結(jié)論。這也從一個(gè)側(cè)面說明了IPCC報(bào)告的嚴(yán)謹(jǐn)性。
從地球誕生開始,氣候系統(tǒng)就一直處于變化之中,有的時(shí)候冷,有的時(shí)候熱。也許有人會(huì)問:既然地球的氣候一直在變化,那么沒有人類之前氣候?yàn)樯蹲兓靠茖W(xué)家怎么知道最近幾十年的全球變暖是由于人類活動(dòng)引起的那?那么我們就來看看都是哪些因素導(dǎo)致了氣候變化,以及為什么科學(xué)家認(rèn)為人類活動(dòng)是最近幾十年全球變暖的罪魁禍?zhǔn)椎摹?/p>
地球的氣候系統(tǒng)是一個(gè)由大氣、海洋、冰、生物和陸地構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)。氣候系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)組成部分均能相互作用,比如海洋表面的溫度分布是大氣環(huán)流的主要驅(qū)動(dòng)力之一,而大氣運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的風(fēng)又能驅(qū)動(dòng)海洋的上層環(huán)流。大氣能夠輸運(yùn)水汽,從而影響陸地的植被分布和表面徑流狀況,而植被的覆蓋情況又能反過來影響地表的輻射收支,進(jìn)而影響大氣的溫度場分布。盡管氣候系統(tǒng)是如此的復(fù)雜,但通過氣候?qū)W,大氣科學(xué),海洋學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)專家的努力,我們對(duì)于導(dǎo)致氣候變化的因素已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)。這些影響氣候變化的因素可以分為兩大類:自然因素和人為因素。
在眾多的自然因素中,首先應(yīng)該提到的是太陽輻射。太陽是地球氣候系統(tǒng)能量的最終來源(微弱的地?zé)峥梢院雎?,其輻射強(qiáng)度的變化對(duì)于氣候系統(tǒng)有很強(qiáng)的作用。不過,由于對(duì)于太陽輻射的直接觀測歷史較短,人們大多是用歷史記錄中的黑子數(shù)目及受輻射影響的同位素元素含量來間接地估計(jì)歷史上太陽輻射的強(qiáng)弱。一般認(rèn)為,太陽輻射的變化曾經(jīng)導(dǎo)致了歐洲歷史上的小冰河期等氣候事件。
另一個(gè)自然因素是地球公轉(zhuǎn)及自轉(zhuǎn)軌道的變化。這類變化會(huì)改變到達(dá)地球的太陽輻射的總量及其在地球上不同緯度之間的分布,進(jìn)而引起整個(gè)氣候系統(tǒng)的變化??茖W(xué)家通過對(duì)古氣候資料的分析,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)于軌道變化的古氣候變化,也就是咱們平常談到的冰期-間冰期的變化。這種用地球公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)軌道變化來解釋冰期-間冰期的理論也被稱為"米蘭科維奇理論"。
氣溶膠是另一個(gè)可以影響氣候的自然因素。氣溶膠是懸浮于大氣中的液態(tài)或者固態(tài)小顆粒,自然狀態(tài)下可能通過火山噴發(fā)等過程生成。它們對(duì)于氣候系統(tǒng)的作用主要有兩種:一是直接影響太陽輻射;二是形成云影響太陽輻射。因?yàn)樵茖?duì)于輻射的影響比較復(fù)雜,所以科學(xué)家對(duì)其第二種作用的估計(jì)還不是很準(zhǔn)確。歷史上氣溶膠導(dǎo)致氣候變化,大多是因?yàn)榛鹕絿姲l(fā)釋放出大量的硫化合物和煙塵。這也是為啥今年冰島火山爆發(fā)后,有人認(rèn)為全球氣候可能會(huì)受到影響的原因。
還有一個(gè)可以影響氣候系統(tǒng)的自然因素是地球的板塊運(yùn)動(dòng)。地球表面由很多的板塊組成,而且板塊一直在緩慢運(yùn)動(dòng)。板塊的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變海陸的分布,生成新的山脈,大洋環(huán)流和大氣環(huán)流也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。這些過程都會(huì)引起氣候系統(tǒng)的變化。不過,因?yàn)榘鍓K運(yùn)動(dòng)的速度非常非常慢,這種變化的時(shí)間尺度應(yīng)該是百萬年級(jí)的。
排放溫室氣體。
溫室氣體的存在是地球表面能夠維持現(xiàn)有溫度的主要原因,它主要通過吸收地表發(fā)射的長波輻射的溫室效應(yīng)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)空氣中的溫室氣體含量增加時(shí),溫室效應(yīng)可以導(dǎo)致大氣溫度升高。已知的溫室氣體主要有二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧和氟利等昂。值得一提的是其實(shí)水蒸氣也是非常重要的溫室氣體,不過因?yàn)樗诳諝庵械臏魰r(shí)間非常短,加上人類對(duì)其直接影響較小,所以在氣候系統(tǒng)中它主要是作為反饋機(jī)制起作用,也就是當(dāng)二氧化碳等溫室氣體增加引起氣溫升高,水蒸氣的含量也會(huì)相應(yīng)增加,然后它作為溫室氣體又會(huì)增加溫度升高的幅度,但其在大氣中的濃度不會(huì)平白無故的自己變化的。
排放氣溶膠。
人類燃燒化石燃料在排放溫室氣體的同時(shí),還會(huì)排放大量的氣溶膠,如煙塵、硫化物等。這些物質(zhì)在污染空氣的同時(shí),還會(huì)影響輻射能量在大氣內(nèi)部的傳播和吸收。 不過按照現(xiàn)有對(duì)氣溶膠作用的理解,人類排放的氣溶膠對(duì)氣候的整體作用是降溫。換句話說,空氣污染反而緩解了全球變暖的趨勢。如果我們將來把污染治理好了,就相當(dāng)于又對(duì)全球變暖作貢獻(xiàn)了。從這個(gè)角度說,治理空氣污染反而成了一個(gè)兩難的選擇。
地表狀況的改變。
地表轉(zhuǎn)況的改變會(huì)影響到達(dá)地表的太陽輻射的反射強(qiáng)度,從而影響被地表吸收的太陽輻射的總量,進(jìn)而也會(huì)對(duì)氣候有相應(yīng)的影響。
當(dāng)這些自然因素或者人為因素發(fā)生變化之后,氣候系統(tǒng)內(nèi)部的反饋機(jī)制就開始起作用。這些反饋機(jī)制主要包括地球輻射、水蒸氣、冰、云和大氣海洋環(huán)流的作用。這些因素的共同作用就導(dǎo)致了我們看到的氣候變化。另外,科學(xué)家現(xiàn)在之所以把最近幾十年全球變暖的原因歸結(jié)為人類活動(dòng),其中一個(gè)最主要的原因是僅考慮以上提到的自然因素解釋不了這幾十年的變暖趨勢,而包含了人為因素尤其是人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體增加則可以很好的重現(xiàn)過去幾十年的溫度變化 。
下面我們就看看全球變暖可能帶來的部分后果。
海平面升高。
雖然對(duì)海平面升高機(jī)制的認(rèn)識(shí)還比較有限,但2007年IPCC報(bào)告中的多個(gè)氣候模式預(yù)報(bào)結(jié)果表明:到21世紀(jì)末全球海平面升高幅度在0.2-0.6米之間。而最近幾年的工作表明,這個(gè)數(shù)值很可能被低估了。海平面上升會(huì)導(dǎo)致部分海拔較低的濕地被淹沒;在風(fēng)暴潮等災(zāi)害來臨時(shí),將會(huì)對(duì)沿海區(qū)域造成更大的危害。再考慮到全球大多數(shù)的主要城市都集中在沿海地區(qū),海平面的上升對(duì)于沿海地區(qū)的城市及人口會(huì)造成潛在的巨大危害。
降水的分布及強(qiáng)度可能會(huì)發(fā)生變化。
IPCC預(yù)測,隨著全球變暖的加劇,因?yàn)榇髿猸h(huán)流的改變,可能會(huì)出現(xiàn)高緯度地區(qū)降水增加,亞熱帶地區(qū)降水減少的情況。而且因?yàn)闇囟壬叩木壒?,大氣中水蒸氣的總體含量可能會(huì)增加,所以一旦降水發(fā)生,其強(qiáng)度將會(huì)比現(xiàn)在大。也就是說將來暴雨出現(xiàn)的機(jī)率會(huì)更高,而這則會(huì)可能會(huì)在某些區(qū)域引發(fā)洪澇災(zāi)害。
極端天氣事件出現(xiàn)的頻率很可能增加。
類似今年夏天發(fā)生在俄羅斯的熱浪天氣和巴基斯坦的暴雨有可能會(huì)越來越多。而這些極端天氣往往會(huì)造成山火、洪澇等自然災(zāi)害,并對(duì)民眾的生命財(cái)產(chǎn)造成危害。
生物多樣性受到破壞。
這里一個(gè)典型的例子就是全球變暖會(huì)加劇珊瑚白化現(xiàn)象。像大堡礁那樣色彩斑斕的珊瑚礁在全球海水變暖的情況下,會(huì)出現(xiàn)大范圍白化的情況。而那些生活在珊瑚礁中的生物,如漂亮的熱帶魚等,也會(huì)因?yàn)樯汉鞯陌谆獾綔珥斨疄?zāi)??梢灶A(yù)見如果全球變暖的趨勢得不到控制,在以后我們可能就看不到那令人神往的熱帶海洋風(fēng)光了。
除了以上的這些危害,全球變暖還會(huì)對(duì)公共健康、能源及水資源供給、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。而這些問題的出現(xiàn),還會(huì)進(jìn)一步對(duì)社會(huì)穩(wěn)定,國際政治經(jīng)濟(jì)等產(chǎn)生影響。其實(shí),美國國防部早就把氣候變化當(dāng)成一個(gè)國家安全問題來看待。前段時(shí)間33位退休的美軍將領(lǐng)又聯(lián)合發(fā)表了一份公告,聲稱氣候變化正在使這個(gè)世界變得更危險(xiǎn)。想想也是,能源問題、水問題、糧食問題,隨便哪一個(gè)都會(huì)可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的國際沖突,還真要防患于未然才是。
按照現(xiàn)在主流科學(xué)界的認(rèn)識(shí),過去幾十年的全球變暖主要是由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的溫室氣體增加所致。因?yàn)槿蜃兣赡芤l(fā)的種種后果,諸如海平面升高,水循環(huán)變異,極端天氣增加等,都會(huì)給人類社會(huì)帶來極大的問題,所以全球變暖問題越來越受到民眾和政府部門的關(guān)注,很多應(yīng)對(duì)的措施也被提了出來。現(xiàn)階段,這些措施大體可以分為四類:大力減排溫室氣體;積極發(fā)展可再生的新能源;主動(dòng)適應(yīng)全球變暖可能帶來的經(jīng)濟(jì)和政治方面的后果;研發(fā)地球工程技術(shù),主動(dòng)緩解人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球變暖。
積極采取措施控制溫室氣體的排放。
為了避免全球變暖導(dǎo)致的嚴(yán)重后果,IPCC曾建議:以1990年的排放為標(biāo)準(zhǔn),到2020年全球的溫室氣體排放應(yīng)當(dāng)減少25-40個(gè)百分點(diǎn)。只有這樣才有可能把全球變暖的幅度(以工業(yè)革命前為標(biāo)準(zhǔn))控制在2攝氏度,而僅在20世紀(jì),全球平均溫度就已經(jīng)上升了0.7攝氏度了。各國政府應(yīng)當(dāng)抓緊在聯(lián)合國氣候變化公約的框架下協(xié)商建立有法律效率的硬性減排條款,畢竟留給我們的時(shí)間并不多了??上У氖?,在經(jīng)歷了多次高規(guī)格的氣候大會(huì)后,此類條款出現(xiàn)的可能依舊非常渺茫。
大力推行清潔能源。
如風(fēng)能、太陽能、生物能和核能的研發(fā)和使用。多使用清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源,就能減少傳統(tǒng)能源使用過程中產(chǎn)生的大量的溫室氣體排放。 因?yàn)榍鍧嵞茉吹氖褂脤?duì)于科技水平及資金的要求相對(duì)較高,所以這里就存在這一個(gè)科技水平高的發(fā)達(dá)國家向科技水平相對(duì)較低的發(fā)展中國家提供技術(shù)和資金幫助的問題,這個(gè)問題的解決也需要在聯(lián)合國氣候變化公約的框架下協(xié)商解決。這次坎昆會(huì)議正是在這點(diǎn)上取得一定的進(jìn)展。
積極發(fā)展碳捕獲等地球工程技術(shù),通過人工影響的方式主動(dòng)緩解氣候變暖的趨勢。
在眾多的地球工程設(shè)想中,有很多有意思的想法。比如,有個(gè)想法是利用幾十公里高的管子,把硫化物輸?shù)酱髿獾钠搅鲗又?,通過其作為氣溶膠對(duì)太陽輻射的反射作用來減少到達(dá)地面的能量,進(jìn)而緩解全球變暖。不過很多類似的方法還僅僅限于想法階段,如何真正的把想法變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)還有很長的路要走。
針對(duì)氣候變暖可能導(dǎo)致的問題做好相應(yīng)的準(zhǔn)備。
比如,氣候變暖可能導(dǎo)致極端天氣的增加。最近幾年全球反常的天氣狀況就可能與全球變暖有一定的關(guān)系。對(duì)于越來越多的極端天氣,政府應(yīng)當(dāng)有一套快速反應(yīng)的機(jī)制以減少生命和財(cái)產(chǎn)的損失。另外,水循環(huán)的變化可能會(huì)導(dǎo)致洪澇和干旱,進(jìn)而對(duì)農(nóng)業(yè)和糧食供給產(chǎn)生影響,對(duì)此類對(duì)民生有重大關(guān)系的可能,政府也應(yīng)該有相應(yīng)的考慮才是。
加強(qiáng)對(duì)氣候科學(xué)研究的支持。
盡管通過眾多科學(xué)家的努力,人類對(duì)于氣候科學(xué)的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,但其仍然存在著很多的難題,比如氣候模式中的次網(wǎng)格過程參數(shù)化,云的參數(shù)化等等。作為解決全球變化問題的基礎(chǔ),更深刻的理解氣候科學(xué)及其相關(guān)學(xué)科(大氣科學(xué)、海洋科學(xué)等)是非常必要的,因此各國應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)氣候科學(xué)研究的支持力度。
全球變暖是一個(gè)關(guān)乎全人類的重要事件,各國政府和人民應(yīng)當(dāng)攜起手來共同積極應(yīng)對(duì)才是,可事實(shí)是現(xiàn)階段無論是政府還是個(gè)人都做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。如果我們把全球變暖比作一輛剎車失靈的沖向懸崖的汽車,那么懸崖就是全球變暖的嚴(yán)重后果,如何讓車在到達(dá)懸崖前停下來呢?減排就像是打方向盤,新能源等就像是拉手剎;而一旦拉手剎也停不下來,那么就得考慮找棵樹啥的撞上去,而地球工程就是這些樹??紤]到我們離懸崖越來越近,我覺著這幾招還是都趕緊用上為妙。您說呢?
參考文獻(xiàn):
R. Alley, T. Berntsen, N. Bindoff, Z. Chen, A. Chidthaisong, P. Friedlingstein, J. Gregory, G. Hegerl, M. Heimann, B. Hewitson, et al. Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Cambridge University Press, 2007.
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