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新世纪气候变化知多少

新世纪气候变化知多少

20世纪90年代连续出现影响全球气候的厄尔尼诺现象；1998年夏季中

国长江发生五百年一遇的特大洪水；中国北方长期持续干旱；1997—1998

年间发生的超强厄尔尼诺对东南亚各国经济的巨大影响……，这些气候现

象的发生极大地影响了从普通老百姓的日子到政府决策、从一个国家一个

地区的经济发展到世界范围的经济、政治双斑黄堇和外交格局的建立，而全球气候

变化和未来发展趋势，以及它对于全球社会、经济和环境发展可能产生的

影响，也成为在20世纪结束时世界各国领导人、科学家和企业家及大众关

注的一个热点问题。

亿万年以来，地球气候系统的演变主要是由两大类驱动力所控制：一

类是地球外天体和宇宙环境的变化，其中尤以太阳活动所造成的影响为烈；

另一类是地球系统内部各自然圈层的活动，如地壳变动、海洋运动、火山

爆发等。自有人类的生产活动起，人类活动就成为影响地球环境变化的一

个不断发展的因素。以前，由于生产水平低下，人类活动主要是为了人类

自身适应不断变化着的自然，而对环境的影响则是非常小的，并且局限在

一定的时间、空间内。工业革命以后，大机器工业迅猛发展所带来的生产

力的高速增长以及人类对自然界无节制的索取，使人类活动对自然环境的

破坏不但在强度上有了质的飞跃，而且影响遍及地球各个角落，并且开始

成为影响地球环境变化的第三个驱动力。

特别需要注意的是，天体宇宙变化与地球自身变化，尽管它们的强度

在某些时候会引发地球环境的突变，大部分时间内则是作为自然界由强到

弱，相互制衡的系统来保持地球环境的相对稳定。与自然界系统不同的是，

人类活动的强度、影响范围和作用时间不断加大。更可怕的是，我们至今

还没有找到一个控制人类活动的有效反馈机制。

控制人类活动的反馈机制无外乎两个来源：一是产生于自然界对人类

活动的回应，即所谓的自然控制和调节；二是在人类对自己行为有了正确

认识后，在全球范围内对自身活动协调管理，即人类社会的自觉调节。

近些年，人类社会花费了巨大的人力物力，组织科学家联合攻关，试

图寻找自然界相互制约的机制，但是，影响未来全球气候变化的因子实在

太多太复杂，各种因子之间相互作用的变化过程和机制也尚未搞清，因此，

要对气候变化的发展趋势进行预测是非常困难的。目前国际科学界有一点

是公认的，就是由于人类生产和生活活动，今后几十年大气中以二氧化碳

为代表的各种温室气体含量将继续增长。为简化起见，国内外不少科学研

究就根据温室气体增长不同速率来推测未来的平均气候状况，主要是全球

气温和降水状况，再由此推测其他自然生态环境要素(如植被、冰雪等)的

变化。这里，我们简单介绍目前国际科学界对未来全球气候变化进行预测

的一些方法和初步的推测性结果。

由于人类对于天气现象的定量分析、记录的历史至今还太短，而自然

界某些变化的周期又相对较长；由于人类活动的强度在近年来急剧增强可

谓“前无古人”。这些因素都使得科学家很难找到规律，建立起天气中长

期变化的科学模式，受科学发展水平所限，我们对未来全球气候变化的趋

势还无法给出明确的科学描述，但有一点目前国际科学界已经基本达成共

识，那就是未来全球气候将变暖。形成这一共识主要基于以下几点认识：

一、大气温室气但由于国外新1代产品已成熟并大量进入市场体含量将持续增加 由于人类活动的强度和范围在不

断增加，大气温室气体含量肯定要持续增长。尽管有一些研究认为人类的

某些活动和自然界中的一些反馈机制有使大气降温的作用，但目前没有证

据表明，这些相反效应足够抵消温室气体增加所引起的增温。太阳辐射的

变化，大火山爆发将大量悬浮状物质(称为气溶胶)带入大气层，阻碍地面

接收太阳辐射大瓣溲疏，从而导致降温的效应；由工业污染带来的大气硫化物气溶

胶增长使云的物理特征发生改变，进而更多地遮挡太阳辐射，使地面降温

等等，这些几乎都不可能逆转未来大气温室效应的增强。

二、全球气候模式的模拟结果

全球气候模式是模拟全球气候的一种数学模型，是目前有关描述全球

气候变化的各种动力学模式中最为成功的一种模式。气象科学家们便用这

种方法对地球未来气候进行预测。结果表明：地球平均表面和低层大气将

增温而大气平流层(约在地面15千米以上)将降温；全球平均降水和蒸发将

增加，且变暖越多，它们的增长也展花乌头越多。对不同地区而言，北半球高纬度

地区冬季增温较大，而热带增温则较少；在大气气溶胶浓度较大的工业污

染区(如我国南方)，还有可能出现降温的趋势。中纬度地区冬季降水将增

加；热带平均也出现降水增加迹象；副热带干旱地区的降水变化则较少；

中纬度大陆地区夏季的土壤湿度减小，这是高温条件下蒸发增大而降水补

充不足的后果。对我国而言，冬季西伯利亚高压环流将显著减弱，这意味

着我国冬季寒潮的强度将减弱箭苞滨藜，而夏季亚洲大陆沿海地区及附近海域气压

增强而大陆地区则气压降低，意味着海陆气压差增大，海陆气压差是形成

沿海夏季风的基本原因，这就意味着夏季风要增强。沿海夏季风降雨也可

能增加。应该指出的是，由于全球气候模式不能较细致考虑地区性的特征，

关于中国或任一其他地区的未来气候推测都带有很大的不确定性。我国和

其他国家的许多科学家们近年来投入了大量的人力物力发展区域气候模式，

试图改善区域气候的模拟结果。

三、历史气候相似研究

在假设未来全球气候变暖的条件下，科学家试图寻找历史上某些暖期

的气候特征。一般选取距今几千年的中全新世暖期作为相似型参考时期。

但即使如此，与局地气候密切相关的陆地植被和水文等条件也是今非昔比

了，因此历史相似型也只能提供一个约略的参考。在中全新世时期，全球

平均温度高于今天约1℃，这个量值与上述估计的未来全球增暖估计值相当。

分析结果表明，不论冬、夏，中全新世期间高纬地区偏暖的程度较大，达

到3度以上；而低纬地区偏暖较少，特别是夏季，广大低纬地区平均比现代

偏暖不到1度。这说明高低纬之间的温度差别小。而高低纬温差减小将导致

中纬度西风带扰动减弱。这是过去历史暖期大气的风尘暴较少的一个重要

原因。因此，如果未来这一气候规律仍然起作用，则在全球气候变暖的背

景下，我国北方地区冬春季的风沙现象就可能减少。

除专门研究大气运动规律的气象学家外，人们对于全球气候变化的关

心并不在于其本身，而是在它对人类生存和发展环境的影响。从人类的生

存环境看，全球气候变暖将会导致海平面、江河湖泊、冰雪、冻土范围以

及植被和土壤等地球生态环境要素的变化，例如海平面上升。而大气二氧

化碳含量增加有利于促进植被的光合作用，从而全球植被总的生长量可能

有所增长。

从人类社会的发展看，社会和经济将受到未来全球气候变暖过程的强

烈影响。由于大气二氧化碳含量的增加，大多数植物的干物质积累率将提

高10％—15％。一些研究估计，诸如小麦、水稻和豆类这样的作物产量平均

可能增长26％。而从作物热量界限考虑，则未来全球增暖必将使中高纬地区

的农作物可种植面积增大，北半球农物可种植区的北界将向北移动几百刚性与硬度公

里。一般认为，西伯利亚的开发潜力要比北美更大。粗略地说，北半球较

高纬地区的农业生产潜力将增大。以我国东北粮仓为例，由夏季低温及早

霜造成的减产事件强度和频率可能会减小。但是，全球变暖将导致土壤水

分蒸散加大。如果没有适当的雨量补偿，作物生长条件也会恶化。“适当”

不仅指年雨量增长，还要求该增长主要出现在适当的地区和作物生长阶段。

因此，未来哪些地区农业生产潜力将出现下降或增长还无法给出定论。

对能源工业而言，全球气候变暖减少较寒冷地区冬季供暖能源消耗，

同时增加较温暖地区制冷所需的能源消耗。这一点在发达国家尤其明显。

对于广大发展中国家而言，能源消耗的增长更强烈地依赖于经济发展。气

候变暖在电力设施建设中应加以充分考虑。以水力发电为例，未来某些地

区可利用的径流水量减少还是增加是十分重要的。就我国来说，即使未来

季风性降雨有所增加，可利用水量是否增加也是值得怀疑的。一个原因是

蒸发量也随增温而增加，另一个原因则是未来强对流降水频率可能增加，

在汛期这类降水不仅可能不好利用，还会因造成洪涝灾害而进一步要求增

加电力设施的基础建设投资。未来的全球环境格局还将对工业活动产生间

接但重大的制约。那些产生大量温室气体的工业活动将受到越来越多的政

策性压力和税收负担，而节能节水装置、耐高温作物研究技术或生物技术

工程等则可能获得广阔的市场。

未来全球气候变暖对人体健康的影响也是值得注意的。例如：暖季高

温事件增多可加大暖季死亡率，一些在热带、亚热带地区的传染病向高纬

度地区扩散等。作为气候变暖的一个重要间接效应是，在较暖世界里大气

污染物的光化学反应速率要增大。这样，在工农业生产中排放出来的一些

废物将更有效地转变为大气化学污染物，如臭氧、氮氧化物、乙醛、过氧

乙酰硝酸盐、丙烯乙二醇硝酸盐等。这些污染物与急性上呼吸道疾病、慢

性支气管炎，肺气肿、支气管哮喘和肺肿瘤的形成均有关系。另外，较暖

世界的农业病虫害增多将迫使人们使用更多的农业化学药品，它们向大气

的挥发则进一步加剧大气化学污染。

从以上的介绍，我由于测试数据通过电脑收集们可以对未来全球气候变化有这样一个认识，即目

前科学界对未来全球气候变化所做的所有预测都不是十分确定的。从严格

意义上说，科学家甚至还不能完全断言全球变暖的可靠性。例如，美国科

学家最新的研究表明，全球气候变暖达到某一值时，还可能触发全球气温

急剧下降，进入冰期。因此，对全球气候变暖的研究还有大量深层次的科

学问题没有完全认识。

笔者认为，由于科学家目前对全球气候变化产生的原因和机制还缺乏

统一的认识，特别是关于人类活动对气候变化的影响的研究还与社会和经

济发展过程的方方面面密切相关，因此，对全球气候变化的未来趋势是什

么将不会是一个具体的答案，而是寻找人类如何适应自然、保护自然，使

人类社会与地球自然环境达到共同生存和发展，并获得全人类共同认可的

行动纲领这样一个永无止境的过程。

（中国教育报 叶谦）

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