全球气候变化

全球气候变化的原因、影响及变化趋势摘要: 气候变化问题被列全球十大环境问题之首, 并日益成为国际社会的一个热门话题。

本文根据全球气候变化的事实, 分析了引起全球气候变化的各种可能原因, 对温室气体、植被破坏、水汽变化等对全球气候变化的影响作了概括总结,并分析全球气候变化对农业、林业、生态系统、水资源、人类健康、工业、人居环境和社会的影响, 阐述了全球气候变化发展趋势及气候变化预测中应注意的问题。

关键词：全球气候变化；原因；影响；趋势近年来,人为因素造成的气候变化，逐渐受到关注，“全球增温”、“全球暖化”、“温室效应”、“温室气体”、“臭氧层破洞”, 不再只是学术名词了。

全球气候变化是一个牵涉广泛的问题，它涵盖的层面包括环境、生态、气候、地质、海洋、生物多样性、经济发展、政治议题等。

气候变化主要表现为三方面：全球气候变暖、酸雨、臭氧层破坏，其中全球气候变暖是人类目前最迫切的问题，关乎到人类的未来。

近百年来全球气候变化的研究在近30 a 来受到了各国政府、科学界和公众的广泛关注, 尤其是政府间气候变化专门委员会( IPCC) 发表4 次气候变化评估报告以来, 气候变暖已成为众多科学家公认的事实, 天气和气候极端事件的出现频率也随之发生了明显变化。

1.全球气候变化的原因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，宇宙射线，火山爆发等；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。

1.1自然因素引起全球气候变化1.1.1太阳辐射气候系统所有的能量基本上来自太阳，所以太阳能量输出的变化被认为是导致气候变化的原因之一,也可以说太阳辐射的变化是引起气候系统变化的外因。

引起太阳辐射变化的另一原因是地球轨道的变化。

地球绕太阳轨道有三种规律性的变化，一是椭圆形地球轨道的偏心率（长轴与短轴之比）以10 万年的周期变化；二是地球自转轴相对于地球轨道的倾角在21.6°～24.5°间变化，其周期为41000 年；三是地球最接近太阳的近日点时间的年变化，即近日点时间在一年的不同月份转变，其周期约为23000 年。

1.1.2宇宙射线最近有科学家提出了一种新的观点，认为来自宇宙的射线也是全球变暖的原因之一，它通过改变低层大气中形成云层的方式使地球变暖。

宇宙射线是一种具有很大能量的带电粒子流，它源自恒星，不断轰击地球。

它能在大气中产生带电离子，这些离子像一个个磁体，吸引水蒸气凝聚，最终形成云，从而可增加云层的生长。

云层将太阳光反射到太空，科学家认为这个过程起到很重要的冷却作用。

然而，如果在太阳活跃期，太阳磁场将偏离更多本应轰击地球的宇宙射线的方向，因此将有更少的云层形成。

也就是说，当宇宙射线较少时，意味着产生的云层就少，这样，太阳就可以直接加热地球表面。

1.1.3火山活动另一个影响气候变化的自然因素是火山爆发。

火山爆发之后，向高空喷放出大量硫化物气溶胶和尘埃，可以到达平流层高度，它们可以显著的反射太阳辐射，从而使其下层的大气冷却。

1.2人类活动引起全球气候变化1.2.1温室气体人类活动排放的温室气体主要有6 种，即二氧化碳（CO2），甲烷（CH4），氧化亚氮（N2O），氢氟碳化物（HFCS），全氟化碳（PFCS）和六氟化硫（SF6），其中对气候变化影响最大的是二氧化碳。

它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63%。

且在大气中的存留期很长，最长可达到200 年，并充分混合，因而最受关注。

温室气体的增加主要是通过温室效应来影响全球气候或使气候变暖的。

地球表面的平均温度完全决定于辐射平衡，温室气体则可以吸收地表辐射的一部分热辐射，从而引起地球大气的增温。

自1750年以来，由于人类活动的影响，全球大气二氧化碳、甲烷和氧化亚氮等温室气体浓度显著增加，2005年全球大气CO2浓度为379ppm,目前已经远远超出了根据冰芯记录得到的工业化前六十五万年以来的自然变化浓度范围，是65万年以来最高的。

根据多种研究结果证实了过去50年观测到的大部分全球平均温度的升高非常可能是由于人为温室气体浓度的增加引起的。

1.2.2大气气溶胶大气气溶胶是对全球气候变化有重要影响的另一因素。

研究表明, 大气气溶胶对阳光有散射作用, 它不仅能造成天空的混浊和能见度的降低, 还能在很大程度上影响对流层的能量平衡, 从而造成低层大气和地表温度的下降。

因此, 大气气溶胶在全球气候变化中起着非常特殊的作用, 它的增加将引起负温室效应, 并在一定程度上可影响到云的辐射特性和生消过程, 而云在控制气候方面有十分重要作用。

1.2.3陆面覆盖由于过度开发和资源的不合理利用, 全球植被尤其是森林植被遭受了严重破坏。

据统计, 过去全球共有热带雨林24．5×10的12次方m2, 约占陆地总面积的16%; 到1995 年, 约有近一半已被砍伐, 现存面积已减少到陆地面积的7%,而且每年还以约12．4×10的10 次方m2 的速度递减。

许多国家为追求短期经济效益, 正在大规模地砍伐森林。

目前, 发展中国家毁林与植树的比例为10：1。

其中非洲高达30：1, 因此森林毁灭的速度是非常惊人的。

除森林外, 其他植被破坏同样会导致大气CO2浓度升高, 因为各种植被对大气CO2均有较强吸收功能, 但一旦植被退化成荒漠, 植被的这种功能便急剧降低。

据估计, 目前因全球森林破坏引起的CO2浓度上升约占CO2浓度增加总量的24% 。

2.全球气候变化的影响2.1海平面上升全球气候变暖会造成海平面上升，就算是轻微的海平面上升，也会带来严重破坏。

例如沿海地区洪水泛滥及严重破坏、侵蚀海岸线、海水污染淡水、沿海湿地及岛屿洪水泛滥、河口盐度上升，一些低洼沿海城市及村落均会受此影响。

2.2农业、林业和生态系统偏暖环境下产量降低; 病虫害多发; 发生野火危险增大; 农作物受损; 土壤侵蚀, 土壤浸透导致无法耕种; 土地退化, 产量降低/ 农作物受损和歉收; 牲畜死亡增加; 灌溉用水、江河入海口和淡水系统盐碱化; 由于持续变暖, 某些特殊鱼类物种的分布和产量预计会发生区域性变化, 并对水产业和渔业产生不利影响。

由于气候变化和海平面上升, 海岸带预计会遭受更大风险, 包括海岸带侵蚀。

面对升温加剧, 珊瑚更为脆弱, 而且适应能力低下。

当海表温度升高约1- 3 摄氏度, 预计会导致更为频繁的珊瑚白化事件和大范围死亡, 除非珊瑚具备热适应性或环境适应性。

包括盐沼和红树林的海岸带湿地, 预估会受到海平面升高的负面影响, 特别是在那些向陆地推移受到限制或缺乏沉积物的地区则更是如此。

气候的变化使地球上大部分的濒临绝种生物（大约25%的哺乳类动物以及12%的雀鸟）有可能于几十年内绝种。

这是由于气候变化，影响到它们所栖息的树林、湿地及牧场，而人类发展亦阻碍了它们移居到其它地方。

2.3水资源影响依赖于融雪的水资源; 蒸腾、蒸发速率加快; 水的需求增长; 水质问题, 如藻类大量繁殖; 对地表水和地下水水质有不利影响; 供水受到污染;受干旱影响的地区增更大范围的缺水压力; 台风造成断电造成公共供水中断; 海水倒灌导致可用淡水减少。

2.4人类健康与热有关的死亡风险增大, 特别是老年人、慢性病人、幼童和独居者; 强降水事件和台风导致死亡、受伤、传染病、呼吸疾病和皮肤病、创伤后压抑症候群的风险增大; 受干旱影响的地区: 粮食和水短缺的风险增大, 营养不良的风险增大, 水源性和食源性疾病的风险增大。

2.5工业、人居环境和社会城市空气质量下降; 温暖地区无适当住宅者生活质量下降; 影响老年人、幼童和穷人; 洪水破坏人居环境、商业、运输和社会; 对城乡基础设施的压力; 财产损失; 受干旱影响的地区: 增人居环境、工业和社会的水短缺; 水力发电潜力降低; 潜在的人口迁; 遭受洪水和强风的破坏; 在脆弱地区, 私营保险公司撤出保险范围; 潜在的人口和基础设施的迁移, 财产损失; 海岸带保护的成本对土地利用重新安置的成本; 潜在的人口与基础设施的迁移。

2 全球气候变化发展趋势温室气体是造成全球气候异常的主要原因, 因此目前对全球气候变化的预测是在对温室气体预测的基础上进行的。

据分析, 各种温室气体中, CO2在今后很长一段时间内仍将持续上升; CH4 排放量也将随世界人口的增加而增加; N2O 浓度随工业发展和人口增加亦将增加;而氟氯烷烃的排放量将在人为控制下持续减少; 对臭氧的预测结果是, 在今后几十年内, 对流层和平流层下部的O3将呈增加趋势, 平流层中部和上部的O3则将呈下降趋势。

根据温室气体的这种变化趋势, 许多学者对全球气候变化提出了各种预测模式, 其中三维大气∀海洋环流模式和大气∀海洋耦合模式得到了较多认可, 根据这种预测结果, 到2050年, 全球气温仍将持续上升[ 6~ 8]。

但需注意的是, 尽管目前所作的大部分预测表明未来全球气温将持续上升, 但这种预测的结果仍值得进一步研究探讨。

第一, 目前所做的预测只是建立在理论基础上, 虽然有些模式的迁延响应试验得到了验证, 但预测的结果仍不能说是十分准确的。

一方面, 温室气候的变化趋势还不能准确预测, 另一方面, 全球气候的变化除与温室气体有关外,还与其他许多因素相关, 而预测模型中只考虑了其中的部分因素。

第二, 除各种人为活动对气候变化有影响外, 各种自然因素本身周期性的变化对气候也有显著影响。

地球是太阳系的一个星球, 它是一个开放系统, 在不断地运动变化着, 不断地进行着物质与能量的交换。

由于缺乏具体的记录与有效的测量手段, 因此目前全球气温升高究46农村生态环境13 卷竟主要是由人为活动引起还是自然的变化, 还需进一步研究确定。

丁一汇等[ 18] 报道, 从气候长期变化分析, 中国目前温度的变化并未超过气候自然变率的范围, 因此很难确定自上一世纪末以来中国气候的变化就是由人类活动所引起。

第三, 从全球气候的变化特点来看, 虽近100 a 来全球气温普遍变暖, 但全球气温的升高并非呈直线趋势上升。

一方面, 从上一世纪到本世纪90 年代, 全球气温的变暖并不是持续的, 其中从本世纪40 年代到70 年代气温约下降005 ! 。

另一方面, 全球气温变化有明显地域性差异。

根据资料统计分析, 自1880 年到本世纪90 年代, 北半球的气温变化相对较大, 100a 间气温约上升了08 ! , 南半球和低纬度地区气温变化相对较小, 此间气温增加幅度约0 6 ! [ 1~ 5] 。

如果就每个国家或地区分析而言,则不少地区的气温变化很小, 甚至有些地区的气温不但没有上升, 反而呈下降趋势, 如我国南方地区, 尤其是西南一些地区的气温就非但没有发生异常变暖, 反而有下降趋势[ 19~ 22] 。