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气象大讲堂:气候变化科普知识讲座

更新时间:2011-07-15      浏览次数:2634
       由中国气象报社主办的“气象大讲堂”系列报告活动在中国气象局正式启动。作为*受邀嘉宾,中国工程院院士丁一汇以《气候变化的挑战——过去、现在、将来》为题,讲述了气候变化方面的科普知识。

  千万年来,地球的气候在不断地变化着,但地质年代的气候变化总体上是缓慢的,而现代气候变化是快速的,它比地质年代的气候变化速率一般要快一千到一万倍。二氧化碳是气候变化的一个关键驱动力。

  近百年的现代气候变化是由自然的气候波动与人类活动共同造成的,而近50年的变暖主要是由人类活动造成的。这种科学的共识促成了政治层面重大决策的产生,即制定了《联合国气候变化框架公约》与《京都议定书》。

  气候变化对中国的生态系统和国民经济产生了明显影响,正负面影响皆存,但负面影响会加剧。超过临界值的气候变暖对中国来说主要不是“福音”,而是“灾害”或“灾难”。

  应对气候变化的科学发展观在国家、部门与企业、个人三个层面上是一致的。中国政府面临发展和减排的双重任务,社会经济部门与企业既面临着水资源、农业、海平面、重大工程建设等方面的安全问题,也担负着发展高新技术、加快新能源研究的重大任务。个人要尽一切努力节约能源,改变消费模式和习惯,树立牢固的保护气候和环境的意识。

气候变化的“前世今生”

  在地球气候演变的地质年代,地球上的气候有过很暖的时期,那时,大气中的二氧化碳浓度很高,曾达到过3000ppmv至7000ppmv(ppmv,指同温同压下其体积占空气体积的比例为百万分之一)。

  但在1亿年前也曾出现了三次大冰河期,分别发生在22亿至24亿年前、6亿至7.5亿年前和2.8亿年前。那时,*海洋一片冰封,通过冰—反照率反馈机制,zui后都被冰封,成为了冰雪的海洋。

  后来,大陆漂移、板块碰撞使地壳变形,同时又有火山爆发,其排放的二氧化碳“闯入”大气,使大气中二氧化碳的浓度增加。由于二氧化碳产生温室效应,并且风吹降尘染黑冰盖减少了阳光反照率,地表温度上升到了一个临界值,冰冷坚硬的热带冰层开始融化。从此,气候变暖增强并扩展到,zui后整个地球成为了无冰的“水球”。直到1亿年前左右,地壳板块运动减慢,地球上的气候才进入稳定状态。

  6500万年前,白垩纪结束,温暖的气候也随之结束了。此后,地球气候不断变冷。到了250万年前,气候十分寒冷。但在6000万年前以来的气候变冷期,总体上气候比今天暖,二氧化碳浓度比今天高。

  由上可见,无论在任何时期、有任何起因,地质资料都告诉我们,二氧化碳与温度变化以相同的趋势在演变,二氧化碳是气候变化的一个关键驱动力。

  人类排放的二氧化碳是地球气候变化在近代的一个新的驱动力。观测结果表明,工业化以来,大气中的温室气体明显增加,目前二氧化碳的浓度达到了42万年来的zui大值,而20世纪也是过去2000年中zui温暖的100年。地质结构(如板块运动)和火山爆发、温室气体的变化(自然产生和人类活动产生的)、气候系统内部的变化等,共同推动了地球现代气候变化。

  根据米兰科维奇(Milankovitch)循环理论,气候平均具有周期为10万年左右的“冰期—间冰期”循环。这种自然的轨道强迫可在几千年时间的尺度上影响关键的气候系统,如季风、海洋环流、大气的温室气体含量等。我们目前处于末次间冰期后期,但其将向冰期演变的冷却趋势却不会减缓现代变暖的步伐。科学家们指出,至少在30000年之内地球不会自然地进入下一个冰河期。

  

  人类活动:现代气候变化的一种主要驱动力

  在关于气候变化成因的认识方面,IPCC加快了前进的步伐。IPCC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);而其第四次评估报告(2007年)指出,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,南极和格林兰冰芯记录表明,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。

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