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专家访谈
 

专家访谈

气候变化的基本事实和科学应对

[日期:2009-12-08]

  当“气候变化”日益成为公众口中的热词时,当世界各国都在为减缓气候变化而努力时,当气候变化导致极端天气气候事件趋多、趋强时,当世界各国重要会议都聚焦气候变化时,作为普通公众,我们有必要知道到底什么是气候变化,气候变化导致了哪些事件的发生,我们该如何应对气候变化等基本概念和科学事实。

  

  【嘉宾】中国工程院院士 气候变化研究专家 丁一汇

 

  【记者】中国气象报记者 王素琴

 

 

中国工程院院士 气候变化研究专家 丁一汇

 

  气候变化是气候平均状态和离差两者中的一个或两者一起出现了统计意义上的显著变化

 

 

 

  记者:什么是气候?它与我们通常所说的天气有什么不同?

 

  丁一汇:气候不同于天气,天气是指短时间(几分钟到几天)发生的气象现象,如雷雨、冰雹、台风、寒潮、大风等。它们常常在短时间内造成集中的、强烈的影响和灾害。

 

  气候是指某一长时期内(月、季、年、数年到数百年及以上)气象要素(如温度、降水、风等)和天气过程的平均或统计状况,主要反映的是某一地区冷暖干湿等基本特征,通常由某一时期的平均值和距此平均值的离差值(气象上称距平值)表征。

 

  公众日常关心的是每天的天气如何,但不少经济活动的决策者和经济计划的制定者,为趋利避害,更关心气候状况,特别是未来的气候。

 

  记者:气候变化的定义是什么?

 

  丁一汇:气候变化是指气候平均状态和离差(距平)两者中的一个或两者一起出现了统计意义上的显著变化。离差值增大,表明气候状态不稳定性增加,气候变化敏感性也增大。另外,气候变化与其后变率基本上只有语义上的差别,因为它们的计算方法并无差别。前者是除了高频变化以外所有的时空尺度的变化,后者主要是气候从一种状态到另一种状态的显著变化。

 

  记者:人类是什么时候开始研究气候变化的?

 

  丁一汇:从19世纪初开始,科学家就研究与气候变化有关的大气辐射过程。到1896年,瑞典科学家斯万特·阿尔赫尼斯就对燃煤可能改变地球气候做出预测。他指出,当大气中二氧化碳浓度加倍时,全球平均气温将增加5℃~6℃。之后,有许多科学家陆续对此问题进行了一些研究。1957年,瑞威拉等在美国发表了一篇关于增加大气中温室气体浓度可能产生气候变化的论文。同年,美国夏威夷观象台开始进行二氧化碳浓度观测,从而正式揭开人类研究气候变化的序幕。

 

  近百年的气候变化由自然的气候波动与人类活动共同造成,而近50年的全球变暖主要是由人类活动造成,这是两句不可分割的结论。

 

  记者:引起气候变化的原因是什么?

 

  丁一汇:气候变化是由气候系统的变化引起的,气候系统包括大气圈、冰雪圈、生物圈、水圈、岩石圈(陆地)。我国是世界上气候变化敏感区和脆弱区之一。

 

  引起气候系统变化的原因有多种,概括起来可分成自然的气候波动与人类活动的影响两大类。前者包括太阳辐射的变化、火山爆发以及气候系统的内部变化等。后者包括人类燃烧化石燃料以及毁林引起的大气中温室气体浓度的增加、硫化物气溶胶浓度的变化、陆面覆盖和土地利用的变化等。

 

  近百年的现代气候变化由自然的气候波动与人类活动共同造成,而近50年的全球变暖主要是由人类活动造成。虽然对这个结论有不同的声音和争论,但总体上在科学界达到了共识。正是这种科学的共识导致了国际上政治层面的重大决策,即制定了《联合国气候变化框架公约》与《京都议定书》。 

 

  随着政府间气候变化专门委员会(IPCC)关于气候变化成因的认识逐步深化,“最近50年的气候变化由人类活动导致”这一结论的可信度也在提高。IPCC的第三次评估报告(2001年)指出,新的、更强的证据表明,过去50年观测到的大部分增暖“可能”归因于人类活动(66%以上可能性);第四次评估报告(2007年)也显示,人类活动“很可能”是气候变暖的主要原因(90%以上可能性)。 

 

  有三方面的证据,让躲在工业化后二氧化碳增加背后的“真凶”显露原形,它就是化石燃料的燃烧:首先,南极和格陵兰冰芯记录表明,在工业革命前后,大气中二氧化碳开始迅速增加,从那以后,其浓度变化大致与化石燃料消耗的增长率相近;其次,北半球大气二氧化碳浓度比南半球的要高一些,因为大多数强排放源位于北半球;第三,大气中氧含量每年减少3ppmv,这与大气中二氧化碳的增加是相对应的,因为二氧化碳是燃烧的产物。

  

  气候变化会给人类带来难以估量的损失,适应气候变化会花费不小的代价

  

 

    记者:气候变化带来了怎样的后果?

 

  丁一汇:气候作为人类赖以生存的自然环境的一个重要组成部分,它的任何变化都会对自然生态系统以及社会经济系统产生影响。全球气候变化的影响将是全方位的、多尺度的和多层次的,既包括正面影响,也包括负面效应。但目前它的负面影响更受关注,因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。研究表明,气候变化会给人类带来难以估量的损失,适应气候变化会花费不小的代价。

 

  气候变化对自然生态系统已造成并将继续产生明显影响

 

  观测表明,全球气候变暖对全球许多地区的自然生态系统已经产生了影响,如海平面升高、冰川退缩、冻土融化、河(湖)封冻期缩短、中高纬生长季节延长、动植物分布范围向南、北极区和高海拔区延伸、某些动植物数量减少、一些植物开花期提前,等等。自然生态系统由于适应能力有限,容易受到严重的、甚至不可恢复的破坏。正面临这种危险的系统包括:冰川、珊瑚礁岛、红树林、热带林、极地和高山生态系统、草原湿地、残余天然草地和海岸带生态系统等。随着气候变化频率和幅度的增加,遭受破坏的自然生态系统在数目上会有所增加,其地理范围也将增加。

 

  自然植被的地理分布与物种组成可能发生明显变化。气候是决定生物群落分布的主要因素,全球生物群落的分布型与全球年平均气温和年降水量有很好的对应关系。自然植被分布的变化最能体现气候变化的影响。距今6000年前左右的全新世大暖期的鼎盛阶段,我国植被带明显偏北。现今西北地区的草原与荒漠区,在全新世曾是广阔的温带森林和森林草原,各种草原动物也非常丰富。但随着全球气温的波动式下降,同时受第四纪冰期气候波动和青藏高原及其周边山地隆升的影响,我国自然环境出现了明显的区域差异,生物多样性也随之发生了显著变化。

 

  气候变化对生物多样性的影响,取决于气候变化后物种相互作用的变化,以及物种迁移后与环境之间的适应性平衡。在移动过程中,生态系统并不是作为一个一个单元整体迁移的,它将产生一个新的生态结构系统,生物物种构成及其优势物种都将会变化。这种变化的结果可能会滞后于气候变化几年、几十年,甚至几百年。植被模拟研究显示,气候变化时,某些物种由于不能适应新环境而濒临灭绝的危险,也可能出现新的物种体系。

 

  全球变暖将对我国植被的水平及垂直分布、面积、结构及生产力等产生很大影响。气候变化将改变植被的组成、结构及生物量,使森林分布格局发生变化,生物多样性减少等。

 

  冰川、冻土和积雪可能减少。高山生态系统对气候变化非常敏感,冰川将随着气候变化而改变其规模。由于全球变暖,一些冰川出现了减少和退缩现象。如非洲乞里马扎罗山的冰川面积在1912~2000年间减少了81%。

 

  随着全球进一步增暖,冻土面积继续缩小。未来50年,青藏高原多年冻土空间分布格局将发生较大变化,80%~90%的岛状冻土发生退化,季节融化深度增加,形成融化夹层和深埋藏冻土;表层冻土面积减少10%~15%,冻土下界抬升150~250m,亚稳定及稳定冻土温度将升高0.5~0.7℃。

 

  随着全球进一步增暖,高山季节性积雪持续时间将缩短,春季大范围积雪提前消失,积雪量将较大幅度减少,积雪年际变率显著增大。气候变化可能是导致湖泊水位下降和面积萎缩的主要因素之一。湖泊作为降水和有效降水的历史和现代记录,更能反映气候变化的空间变化和区域特征。以我国青海湖为例,气候变化可能是导致其水位下降和湖面积萎缩的因素之一。青海湖水位在15~19世纪近500年间尽管存在较大的升降波动,但出现明显的直线式下降趋势却是在近百年,特别是20世纪20年代以来,仅在1908~1986年间就下降了约11米,湖面缩小了676平方公里。有实测记录以来,1957~1986年间下降了2~3米,湖面缩小了仅264平方公里。

 

  另外,我国西北各大湖泊,除天山西段赛里木湖外,水量平衡均处于入不敷出的负平衡状态,自20世纪50年代以来,湖泊均向萎缩方向发展,有的甚至干涸消亡。20世纪50年代至80年代我国西北主要湖泊面积变化。

 

  有关研究表明,在未来气候增暖而河川径流量变化不大的情况下,平原湖泊由于水体蒸发加剧,入湖河流的来水量不可能增长,将会加快萎缩、含盐量增长,并逐渐转化为盐湖,对湖泊水资源的开发利用不利;高山、高原湖泊中,少数依赖冰川融水补给的小湖(如帕米尔高原的一些湖泊),可能先因冰川融水增加而扩大,后因冰川缩小后融水减少而缩小;地处山间盆地以降水、河川径流或降水与冰川融水混合补给的大湖,其变化趋势受人注目,如青海湖长期处于较大的负平衡状况,湖水位呈下降趋势。如未来温度继续升高,湖区水面蒸发和陆面蒸散均会有所增加,若多年平均降水量仅增加10%,仍不足以抑制湖面的继续萎缩,仅趋势减缓,如降水增加20%或更多,湖泊来水量会增加,湖泊会扩大,水面上升,湖水淡化,有利于湖泊渔业和湖周地区生态与环境的改善。这样的机遇有可能在下世纪某个时间出现。

 

  海平面升高将影响海岸带和海洋生态系统。1900年以来,全球变暖引起的全球海平面上升了10~20厘米。这将会严重影响珊瑚礁、珊瑚岛、礁岛、盐沼以及红树林等海岸带生态系统和海洋生物资源,进而影响海岸带环境和经济。

 

  沿海主要验潮站的实测资料显示,我国海平面近30年呈明显上升趋势,上升的平均速率为每年2.6毫米,近几年上升速率加快。据专家预测,我国未来海平面还将继续上升。这将使许多海岸区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,这将会引起海岸滩涂湿地、红树林和珊湖礁等生态群丧失,海岸侵蚀,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、海湾自然生态环境的失衡,给海岸带生态环境系统带来灾难。同时,也将对社会经济产生严重的影响,因为我国海岸线漫长,沿海低洼地区约占整个海岸线地区的30%。约有70%以上的大城市,一半以上的人口和近60%的国民经济,集中在低高程的东部经济带和沿海地区。

 

  一些极端天气气候事件可能增加。

 

  目前对气候变暖后极端天气气候事件可能出现的变化了解甚少。现有的研究指出,与全球变暖关系密切的一些极端事件,如厄尔尼诺、干旱、洪水、热浪、雪崩和风暴、沙尘暴、森林火灾等,其发生频率和强度可能会增加。由这些极端事件引起的后果也会加剧。如干旱发生频率和强度的增加,将加重草地土壤侵蚀,因而将增大荒漠化或沙漠化的趋势。

 

  综上所述,全球变暖可能对自然生态系统造成的影响是全方位、多层次的,许多是不利的,甚至是不可逆的。

 

  

  应对气候变化,越早越好;对中国而言,适应气候变化同样重要

 

 

  记者:面对气候变化带来的危机,我们该如何应对呢?

 

  丁一汇:对于气候变化,越早采取有效的减缓措施,经济成本越低,减缓效果越好——这是英国经济学家斯特恩给人们的忠告。

 

  若不采取进一步措施,未来几十年温室气体排放量仍会持续增长。但对中国这样一个发展中大国来说,适应气候变化同样重要。

 

  对中国来说,首先要适应气候变化,加强防灾减灾能力建设,建立重大气象灾害的监测、预测和应急保障系统,把由气候变化可能造成的损失降到最低。大多数发展中国家抵御气候变化负面影响的能力较低,脆弱性偏高。对人口稠密、经济发达的大城市来说,一旦灾害来临,及时、有效的应急系统可保持社会稳定,减少损失和人员伤亡。

 

  发展低碳经济,实施可持续发展。调整能源和产业结构,提高能源利用效率;大力发展低碳技术,用低碳或零能源新技术代替高碳化石能源,使我国在发展经济的同时,达到保护气候与环境的目标。我国气候资源丰富,开发利用潜力巨大,应扩大太阳能、风能、核能、水能等的利用规模,提高利用水平和利用效益。

 

  坚持“发展、适应、减缓”并举的理念,改变生产和消费模式。要继续转变经济增长方式,通过提高能效、改善和转变能源结构等措施减少温室气体排放。以调整经济结构为先导,以改善消费结构和生产生活习惯为着力点,合理控制全社会能源消耗。采取农业结构调整、生态建设、环境保护等综合措施,建设资源节约型和环境友好型社会。

 

  树立牢固的保护气候与环境的科学意识,积极节约能源,改变个人的生活和消费方式,实现国家、部门和企业、个人(公众)在不同层面、同一目标下协调一致的行动。

 

  中国是遭受气候变化不利影响较为严重的国家之一。反观中国的排放问题,要注意以下三个因素:一是中国属于发展中国家,正处于工业化、现代化的过程中,城乡、区域、经济社会发展仍不平衡,人们生活水平还不高,中国目前的中心任务是发展经济、改善民生;二是中国人均历史排放较低,人均累积排放更低,而且排放总量中有很大一部分是保证人民基本生活的生存排放;三是由于国际分工变化和制造业转移,中国承受着越来越大的国际转移排放力。

 

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