气候变化及其应对(董文杰)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
欧洲树叶发芽日期 玻利维亚冰川和滑雪场(2004年后消失)
气候变化影响全方位多层次
人为因素导致的温度升高可能已经给许多自 然和生物系统带来影响； 未来气候变化会在许多方面产生重大影响： 干旱地区增加，强降水增多；生态系统发生 重大变化；农业生产风险增大，林火和病虫 害风险增加；沿海地区洪涝、风暴和其他自 然灾害频率加大；工业、人居环境和社会影 响以负面为主；对人类健康产生负面影响。 未来几十年以适应为主，如长期忽视减缓措 施，气候变化可能会超出自然、管理和人类 系统的适应能力。
乌鲁木齐河源1号冰川末端变化（地面立体摄影）
断开
1962 1973 1980 1986 1994 小冰期（LIA)以来的变化 1962年以来连续退缩过程
二、我们还不知道的： 可能的；未知的？
全球气候变化的原因
自然原因 人为原因
海 陆 洋 地
火 山 活 动
太 阳 活 动
自 然 变 率
温 气 土 城 室 溶 地 市 气 利 体 胶 用 化
目前对变暖 型和其他区域 尺度特征的预 估结果更为可 信，陆地上和 大多数北半球 高纬地区的增 暖最为显著， 而南大洋和北 大西洋的变暖 最弱。
降水变化预估结果
12－2月 6－8月
对降水分布预估结果的认识不断提高。高纬地区的降水 量很可能 增多，而多数副热带大陆地区的降水量可能 减少。
未来中国年平均地表气温与降水变化
分系统影响
海岸带系统和低洼地区： 由于气候变化和海平面上升将面临海岸侵蚀等 后果；到2080s前，数百万以上的人口会遭受洪 涝之害。 工业、人居环境和社会： 最脆弱地区：海岸带和江河洪泛平原，经济与 气候敏感性资源联系密切，极端事件易发，城 市化快速。 人类健康： 热浪、洪水、风暴、火灾和干旱导致的死亡、 疾病和伤害增加，某些传染病传播媒介的空间 分布改变。
相关的基本概念
天气与气候
气候变化
气候变化是指气候平均值和离差值 两者中的一个或两者同时随时间出 现了统计意义上的显著变化。 平均值的升降，表明气候平均状 态的变化；离差值增大，表明气候 状态不稳定性增加，气候异常愈明 显。
气候变化的类型
平均值
离差值
气候系统
(由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈等五大圈层组成）
温室效应：
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与 “温室”作用相似。 若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃， 而非现在的15℃。
CO2, CH4, N2O, H2O…
地表吸收 增温效应
(a)
(b)
(c)
(d)
大气顶
S L S L S L S L
240 240
240 236
240 240
( IPCC AR4, 2007 )
IPCC评估报告的背景
IPCC 是世界气象组织（ WMO ）和联合国环境 规划署（ UNEP ）于 1988 年联合建立的政府间 机构。
主要任务是对气候变化的科学认识、气候变 化的影响以及适应和减缓气候变化的可能对 策进行评估。 1990 年、 1995 年、 2001 年和 2007 年， IPCC 相 继完成了四次评估报告。
知之为知之，不知为不知， 是知也——论语·为政
Our knowledge consists of two parts: what we know and what we do not know
相关的基本概念 我们确切知道的！ 我们还不知道的！可能的？未知 的？ 引发的环境问题和发展问题！ 我们能做些什么？
温室气体种类和作用
种 类 增温效应(%) 生命期(年)
63 15 4 11 7 50－200 12－17 120 13.3 50000 ？ 二氧化碳（CO2） 甲烷（CH4） 氧化亚氮（N2O） 氢氟碳化物（HFCS） 全氟化碳（PFCS） 六氟化硫（SF6）及其它
全球碳循环示意图
大气 +～3.2 Gt/年
陆地大部分地区，降水正在发生显著的变化
增加
减少
( IPCC AR4, 2007 )
1901～2005年陆地年平均降水距平（%）分布
中国千年尺度的变化—气温
(1) (2) (3) (4)
汉
隋唐
后唐
元
（中国气候与环境演变，2005）
近2000年来，至少有4个明显的暖期:(1)公元1-200年; (2)公元570-780年;(3)公元930-1320年;(4)公元1920年至今
ห้องสมุดไป่ตู้
240 240
水汽 CO2等
CO2 ×2
CO2 ×2
CO2 ×2
正反馈
（水汽和冰雪）
气 柱
Ts = 15℃
Ts = 15℃
Ts =15+1.2℃ Ts =15+2.5℃
地 面
E σT4
E σTs
4
E σTs
4
E σTs
4
增强温室效应示意图
增温
1750年以来，人类活动对全球平均净影响是增暖，平均辐射强 迫为1.6 W/m2，比太阳辐射强迫（0.12 W/m2）高一个量级。
近百年中国气温呈显著上升趋势
（全球资料取自HadCRUTv3，中国资料由王绍武（1998）改绘）
全球和中国地表平均温度(相对于1961－1990年均值)变化
2006/2007冬季全国气温
-2 -3
平均气温(℃)
-4 -5 -6 -7 -8 1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007年
气候模式模拟出不同排放情景下 的增暖预估结果
6.4℃
1.1℃
( IPCC AR4, 2007 )
在多个温室气体排放情景下，本世纪末全球平均升温幅度大致 为1.1 －6.4℃。对于低排放情景（B1），升温为1.1－ 2.9℃，对于 高排放情景（A1FI），升温为2.4－6.4℃。
地表温度预估结果
低 排 放 中 等 排 放 高 排 放
人类活动很可能是近50年 气候变化的主要原因
全球和大陆温度变化
“最近50年的气候变化是由人类活动 产生的”这一结论的可信度提高
IPCC关于气候变化成因的认识逐步深化：
第三次评估报告（2001年）：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）：人类活动“很 可能”是气候变暖的主要原因（90％以上可 能性）。
全球变暖是不争的事实
近百年（1906－2005年）全球地表平 均温度上升了0.74℃，1956－2005年 升温0.65℃。1995－2006年中有11年 位列有仪器观测以来的最暖12年中。 20世纪全球海平面上升约为0.17米； 其间1961－2003年平均上升速率约为 1.8毫米/年，1993－2003年的平均上 升速率约为3.1毫米/年。 全球大部分地区积雪退缩，特别是在 春季和夏季；近40年北半球积雪逐月 退缩（除11月和12月外），在20世纪 80年代尤为明显。
( IPCC AR4, 2007 )
IPCC AR4, 2007
过去1300年全球地表平均气温变化（相对于1961-1990年均值） 第四次评估：20世纪后半叶可能是过去1300年中最暖的50年。 第三次评估：20世纪可能是过去1000年中最暖的100年。
最近12年中有11年位列1850年以来最暖12年中
～2.5 Gt/年 （吸收 1/3）
～7.5 Gt/年 人为CO2 排放
～1.8 Gt/年 吸收 1/4
陆地
海洋
排放温室气体的人类活动
化石能源燃烧活动（二氧化碳等） 化石能源开采过程（二氧化碳和甲烷） 工业生产过程（二氧化碳） 农业和畜牧业（甲烷） 废弃物处理（甲烷和氧化亚氮）
土地利用变化(二氧化碳)
西北冰川
冰川显著退缩
乌鲁木齐河源一号冰川
到2050年中国冰 川在350年中将 损失二分之一
三、引发的环境问题和 发展问题（可能的）！
观测结果反映的气候变化的影响
在所有大陆和部分海洋上，许多自然系统受到区 域气候变化，特别是温度升高的影响。 在全球尺度上，人为增暖可能已经对许多自然和 生物系统构成可辨别的影响。 虽然由于适应以及非气候因子作用，许多影响很 难辨别，但区域气候变化的影响已逐步显现。
一、我们确切知道的
IPCC第四次评估报告新结果
过去100年（1906－2005年）全球地表平均温度升 高0.74℃,海平面升高0.17米； 2005 年全球大气二氧化碳浓度 379ppm ，为 65 万年 来最高； 过去 50 年观测到的大部分全球平均温度的升高， 很可能（90%以上）由人类活动引起； 与 1980 － 1999 年相比， 21 世纪末全球平均地表温 度 可能 会升高 1.1 － 6.4℃, 海平面 可能 升高 0.180.59米 ； 21 世纪高温、热浪以及强降水频率 可能 增加，热 带气旋（台风和飓风）强度可能加强。
减排越早，成本越低
1970 － 2004 年排放总量增加了 70% ；预计到 2030 年全球二氧化碳排放量将比 2000 年增加 45-110%，绝大部分增量来自发展中国家； 若 在 2030 年 前 把 温 室 气 体 浓 度 控 制 在 445710ppm，全球减排宏观经济成本将占全球GDP 总量3%以下，甚至带来效益；若在2050年前控 制在 445-710ppm ，减排成本将占全球 GDP 总 量5.5-10%；
给碳排放定价能够推动低碳产品和技术的开发利 用。
中国是气候变化受害国
极端气候事件趋强趋多 农业生产不稳定性增加 水资源问题日益严峻 冰川显著退缩 重大工程安全运行的风险加大 沿海经济发达地区受到海平面上升威胁 生物多样性遭破坏 人类健康、人居、工业、旅游、保险……
气候系统和气候变化第二讲
气候变化及其应对
董文杰
2008年10月11号 楚雄师范学院
党和国家领导人高度关注气候变化问题
今 年 2 月 18 日 ，胡 锦 涛总 书记在甘肃看望一线气象 职工时指出：
“气候变化是国际上 的热点问题，你们要 做好研究工作，为经 济社会可持续发展提 供保障，为人民群众 福祉安康服务。”
分系统影响
水资源： 到2030年，高纬和湿润热带的径流和可用水将 增加10-40%；中低纬干旱区和干旱热带将减少 10-30%；受旱面积增加，强降水发生频率升高 增加洪涝。 陆地生态系统： 如果全球平均温度增幅超过1.5-2.5℃，目前所 评估到的20-30%动植物物种可能面临更大的灭 绝风险。 粮食、纤维和林业产品： 全球而言，局部增温1-3℃农业产量有所增加， 超过这个温度就将减产。
55
50
45
45
30 40
15
（ 单 位 ： 年 ）
0 35
-15
-30 30
-45
25
-60
%/50
20 （中国气象局国家气候中心）
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
西部、华南降水呈增加趋势；华北、东北大部降水呈减少趋势。华北大部分地区 每10年减少20-40毫米，华南与西南地区每10年增加20-60毫米
冬季（2006年12月-2007年2月），全国平均气温为2.4℃，较常年同期（-4.3℃）偏高1.9℃，仅次于 1998/1999年冬季的-2.3℃，为历史同期第二高值
从1986/1987年冬季开始，中国已连续经历了21个“暖冬”
中国近百年降水变化
（中国气象局国家气候中心）
近百年降水呈略减少趋势
1957-2006年中国年降水量变化幅度
年 1998 2005 2003 2002 2004 2006 2001 1997 1995 1999 1990 2000 1996 全球平均温度 0.52 0.48 0.46 0.46 0.43 0.42 0.40 0.36 0.28 0.26 0.25 0.23 0.13
近100年线性趋势： AR4 1906-2005 0.74℃ TAR 1901-2000 0.6℃ 左侧表为HadCRUT3提供的全球 平均的12个最暖年（到2006年） 的温度距平（相对于19611990年）。
（相对1980-1999年平均值的变化）
地 表 气 温 变 化 年 降 水 量 变 化
2020年 0.5~0.7 ℃
2030年
2050年
2100年
0.6~1.0 1.2~2.0℃ 2.2~4.2℃ ℃
• 2020年全国降水略有增加； • 2050年全国降水增加2~5％； • 21世纪末全国降水增加6~14％。
气候变化影响全方位多层次
人为因素导致的温度升高可能已经给许多自 然和生物系统带来影响； 未来气候变化会在许多方面产生重大影响： 干旱地区增加，强降水增多；生态系统发生 重大变化；农业生产风险增大，林火和病虫 害风险增加；沿海地区洪涝、风暴和其他自 然灾害频率加大；工业、人居环境和社会影 响以负面为主；对人类健康产生负面影响。 未来几十年以适应为主，如长期忽视减缓措 施，气候变化可能会超出自然、管理和人类 系统的适应能力。
乌鲁木齐河源1号冰川末端变化（地面立体摄影）
断开
1962 1973 1980 1986 1994 小冰期（LIA)以来的变化 1962年以来连续退缩过程
二、我们还不知道的： 可能的；未知的？
全球气候变化的原因
自然原因 人为原因
海 陆 洋 地
火 山 活 动
太 阳 活 动
自 然 变 率
温 气 土 城 室 溶 地 市 气 利 体 胶 用 化
目前对变暖 型和其他区域 尺度特征的预 估结果更为可 信，陆地上和 大多数北半球 高纬地区的增 暖最为显著， 而南大洋和北 大西洋的变暖 最弱。
降水变化预估结果
12－2月 6－8月
对降水分布预估结果的认识不断提高。高纬地区的降水 量很可能 增多，而多数副热带大陆地区的降水量可能 减少。
未来中国年平均地表气温与降水变化
分系统影响
海岸带系统和低洼地区： 由于气候变化和海平面上升将面临海岸侵蚀等 后果；到2080s前，数百万以上的人口会遭受洪 涝之害。 工业、人居环境和社会： 最脆弱地区：海岸带和江河洪泛平原，经济与 气候敏感性资源联系密切，极端事件易发，城 市化快速。 人类健康： 热浪、洪水、风暴、火灾和干旱导致的死亡、 疾病和伤害增加，某些传染病传播媒介的空间 分布改变。
相关的基本概念
天气与气候
气候变化
气候变化是指气候平均值和离差值 两者中的一个或两者同时随时间出 现了统计意义上的显著变化。 平均值的升降，表明气候平均状 态的变化；离差值增大，表明气候 状态不稳定性增加，气候异常愈明 显。
气候变化的类型
平均值
离差值
气候系统
(由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈等五大圈层组成）
温室效应：
温室气体能吸收地表长波辐射，使大气变暖，与 “温室”作用相似。 若无“温室效应”，地球表面平均温度是－18℃， 而非现在的15℃。
CO2, CH4, N2O, H2O…
地表吸收 增温效应
(a)
(b)
(c)
(d)
大气顶
S L S L S L S L
240 240
240 236
240 240
( IPCC AR4, 2007 )
IPCC评估报告的背景
IPCC 是世界气象组织（ WMO ）和联合国环境 规划署（ UNEP ）于 1988 年联合建立的政府间 机构。
主要任务是对气候变化的科学认识、气候变 化的影响以及适应和减缓气候变化的可能对 策进行评估。 1990 年、 1995 年、 2001 年和 2007 年， IPCC 相 继完成了四次评估报告。
知之为知之，不知为不知， 是知也——论语·为政
Our knowledge consists of two parts: what we know and what we do not know
相关的基本概念 我们确切知道的！ 我们还不知道的！可能的？未知 的？ 引发的环境问题和发展问题！ 我们能做些什么？
温室气体种类和作用
种 类 增温效应(%) 生命期(年)
63 15 4 11 7 50－200 12－17 120 13.3 50000 ？ 二氧化碳（CO2） 甲烷（CH4） 氧化亚氮（N2O） 氢氟碳化物（HFCS） 全氟化碳（PFCS） 六氟化硫（SF6）及其它
全球碳循环示意图
大气 +～3.2 Gt/年
陆地大部分地区，降水正在发生显著的变化
增加
减少
( IPCC AR4, 2007 )
1901～2005年陆地年平均降水距平（%）分布
中国千年尺度的变化—气温
(1) (2) (3) (4)
汉
隋唐
后唐
元
（中国气候与环境演变，2005）
近2000年来，至少有4个明显的暖期:(1)公元1-200年; (2)公元570-780年;(3)公元930-1320年;(4)公元1920年至今
ห้องสมุดไป่ตู้
240 240
水汽 CO2等
CO2 ×2
CO2 ×2
CO2 ×2
正反馈
（水汽和冰雪）
气 柱
Ts = 15℃
Ts = 15℃
Ts =15+1.2℃ Ts =15+2.5℃
地 面
E σT4
E σTs
4
E σTs
4
E σTs
4
增强温室效应示意图
增温
1750年以来，人类活动对全球平均净影响是增暖，平均辐射强 迫为1.6 W/m2，比太阳辐射强迫（0.12 W/m2）高一个量级。
近百年中国气温呈显著上升趋势
（全球资料取自HadCRUTv3，中国资料由王绍武（1998）改绘）
全球和中国地表平均温度(相对于1961－1990年均值)变化
2006/2007冬季全国气温
-2 -3
平均气温(℃)
-4 -5 -6 -7 -8 1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002 2007年
气候模式模拟出不同排放情景下 的增暖预估结果
6.4℃
1.1℃
( IPCC AR4, 2007 )
在多个温室气体排放情景下，本世纪末全球平均升温幅度大致 为1.1 －6.4℃。对于低排放情景（B1），升温为1.1－ 2.9℃，对于 高排放情景（A1FI），升温为2.4－6.4℃。
地表温度预估结果
低 排 放 中 等 排 放 高 排 放
人类活动很可能是近50年 气候变化的主要原因
全球和大陆温度变化
“最近50年的气候变化是由人类活动 产生的”这一结论的可信度提高
IPCC关于气候变化成因的认识逐步深化：
第三次评估报告（2001年）：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）：人类活动“很 可能”是气候变暖的主要原因（90％以上可 能性）。
全球变暖是不争的事实
近百年（1906－2005年）全球地表平 均温度上升了0.74℃，1956－2005年 升温0.65℃。1995－2006年中有11年 位列有仪器观测以来的最暖12年中。 20世纪全球海平面上升约为0.17米； 其间1961－2003年平均上升速率约为 1.8毫米/年，1993－2003年的平均上 升速率约为3.1毫米/年。 全球大部分地区积雪退缩，特别是在 春季和夏季；近40年北半球积雪逐月 退缩（除11月和12月外），在20世纪 80年代尤为明显。
( IPCC AR4, 2007 )
IPCC AR4, 2007
过去1300年全球地表平均气温变化（相对于1961-1990年均值） 第四次评估：20世纪后半叶可能是过去1300年中最暖的50年。 第三次评估：20世纪可能是过去1000年中最暖的100年。
最近12年中有11年位列1850年以来最暖12年中
～2.5 Gt/年 （吸收 1/3）
～7.5 Gt/年 人为CO2 排放
～1.8 Gt/年 吸收 1/4
陆地
海洋
排放温室气体的人类活动
化石能源燃烧活动（二氧化碳等） 化石能源开采过程（二氧化碳和甲烷） 工业生产过程（二氧化碳） 农业和畜牧业（甲烷） 废弃物处理（甲烷和氧化亚氮）
土地利用变化(二氧化碳)
西北冰川
冰川显著退缩
乌鲁木齐河源一号冰川
到2050年中国冰 川在350年中将 损失二分之一
三、引发的环境问题和 发展问题（可能的）！
观测结果反映的气候变化的影响
在所有大陆和部分海洋上，许多自然系统受到区 域气候变化，特别是温度升高的影响。 在全球尺度上，人为增暖可能已经对许多自然和 生物系统构成可辨别的影响。 虽然由于适应以及非气候因子作用，许多影响很 难辨别，但区域气候变化的影响已逐步显现。
一、我们确切知道的
IPCC第四次评估报告新结果
过去100年（1906－2005年）全球地表平均温度升 高0.74℃,海平面升高0.17米； 2005 年全球大气二氧化碳浓度 379ppm ，为 65 万年 来最高； 过去 50 年观测到的大部分全球平均温度的升高， 很可能（90%以上）由人类活动引起； 与 1980 － 1999 年相比， 21 世纪末全球平均地表温 度 可能 会升高 1.1 － 6.4℃, 海平面 可能 升高 0.180.59米 ； 21 世纪高温、热浪以及强降水频率 可能 增加，热 带气旋（台风和飓风）强度可能加强。
减排越早，成本越低
1970 － 2004 年排放总量增加了 70% ；预计到 2030 年全球二氧化碳排放量将比 2000 年增加 45-110%，绝大部分增量来自发展中国家； 若 在 2030 年 前 把 温 室 气 体 浓 度 控 制 在 445710ppm，全球减排宏观经济成本将占全球GDP 总量3%以下，甚至带来效益；若在2050年前控 制在 445-710ppm ，减排成本将占全球 GDP 总 量5.5-10%；
给碳排放定价能够推动低碳产品和技术的开发利 用。
中国是气候变化受害国
极端气候事件趋强趋多 农业生产不稳定性增加 水资源问题日益严峻 冰川显著退缩 重大工程安全运行的风险加大 沿海经济发达地区受到海平面上升威胁 生物多样性遭破坏 人类健康、人居、工业、旅游、保险……
气候系统和气候变化第二讲
气候变化及其应对
董文杰
2008年10月11号 楚雄师范学院
党和国家领导人高度关注气候变化问题
今 年 2 月 18 日 ，胡 锦 涛总 书记在甘肃看望一线气象 职工时指出：
“气候变化是国际上 的热点问题，你们要 做好研究工作，为经 济社会可持续发展提 供保障，为人民群众 福祉安康服务。”
分系统影响
水资源： 到2030年，高纬和湿润热带的径流和可用水将 增加10-40%；中低纬干旱区和干旱热带将减少 10-30%；受旱面积增加，强降水发生频率升高 增加洪涝。 陆地生态系统： 如果全球平均温度增幅超过1.5-2.5℃，目前所 评估到的20-30%动植物物种可能面临更大的灭 绝风险。 粮食、纤维和林业产品： 全球而言，局部增温1-3℃农业产量有所增加， 超过这个温度就将减产。
55
50
45
45
30 40
15
（ 单 位 ： 年 ）
0 35
-15
-30 30
-45
25
-60
%/50
20 （中国气象局国家气候中心）
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
西部、华南降水呈增加趋势；华北、东北大部降水呈减少趋势。华北大部分地区 每10年减少20-40毫米，华南与西南地区每10年增加20-60毫米
冬季（2006年12月-2007年2月），全国平均气温为2.4℃，较常年同期（-4.3℃）偏高1.9℃，仅次于 1998/1999年冬季的-2.3℃，为历史同期第二高值
从1986/1987年冬季开始，中国已连续经历了21个“暖冬”
中国近百年降水变化
（中国气象局国家气候中心）
近百年降水呈略减少趋势
1957-2006年中国年降水量变化幅度
年 1998 2005 2003 2002 2004 2006 2001 1997 1995 1999 1990 2000 1996 全球平均温度 0.52 0.48 0.46 0.46 0.43 0.42 0.40 0.36 0.28 0.26 0.25 0.23 0.13
近100年线性趋势： AR4 1906-2005 0.74℃ TAR 1901-2000 0.6℃ 左侧表为HadCRUT3提供的全球 平均的12个最暖年（到2006年） 的温度距平（相对于19611990年）。
（相对1980-1999年平均值的变化）
地 表 气 温 变 化 年 降 水 量 变 化
2020年 0.5~0.7 ℃
2030年
2050年
2100年
0.6~1.0 1.2~2.0℃ 2.2~4.2℃ ℃
• 2020年全国降水略有增加； • 2050年全国降水增加2~5％； • 21世纪末全国降水增加6~14％。