全球气候变化与其影响的研究

全球气候变化及其影响的研究

摘要：全球气候变化及其对社会与自然系统产生的影响已日益受到全世界各国政府与广大民众的关注。与天气和气候有关的灾害给人类生命财产造成的损失日益增大,社会与生态系统似乎变得日趋脆弱。人们关心刚刚过去的20世纪的天气与气候发生了什么变化,更希望了解未来的21世纪的气候变化。本文概述了现今全球气候变化所带来的一系列问题，分析了气候变化的原因，提出了气候变化对世界的一些影响。同时搜索了相关资料，对21世界全球气候变化进行了预测。

关键词：全球气候变化影响人类活动气候变化原因

1.前言

20世纪，包括温度与降水在内的主要气候特征值发生了变化，有的地区还呈现出趋势性变化，这种变化已在世界上，特别是在北半球广大地区观测到。美国、中国、俄罗斯、加拿大、英国、欧洲大陆、澳大利亚等主要国家或地区，几十年乃至近百年的观测资料显示出气候变化的总的变化趋势：即温度增加，降水增多，极端天气情况频繁发生；但地区上的差异很大，气候变化的强烈程度以北纬最甚。各国政府对20世纪的气候变化极为关注。由世界上许多国家中数以百计科学家组成的“政府间气候变化委员会”(IPCC)先后于1991年、1996年、2001年对全球气候变化状况进行了评估，得出若干重要结论：

①全球表面平均温度在20世纪已升高约0.6℃；

②在过去的40年里，近地球8km内大气层温度增高了；

③雪盖与冰区范围逐渐减少，非极地冰川出现大范围退缩；

④全球海平面在20世纪平均上升0.1～0.2m；

⑤北半球中高纬度降水量每10年增加0.5%～1%；在20世纪下半叶，大雨频率增加2%～4%。

IPCC 2001年的报告还对21世纪的气候变化作出了预测，预计到2100年，地球平均温度可能增加 1.4℃～5.8℃，地球平均海平面可能上升0.09～0.88m。不过这种预测存在许多不确定因素。在20世纪，全球气候变化对社会系统与自然生态系统都产生了巨大影响，对社会影响最突出地表现在人民生命财产损失的增加，社会变得十分脆弱；对自然生态系统的影响主要表现在生命过程的变化与生物物种的变化。气候变化是一个十分复杂而又重大的课题，尽管不少科学家对温室变暖效应导致气候变化有了共识；然而，也有一些科学家对此提出质疑。

现今，全球气候变化研究已经渗透到了十分广泛的科学领域，同时气候变化的影响也涉及到了很多方面，其中可以从两个方面概括：即社会生态系统和自然生态系统。

2.世界全球气候变化评估

在来自许多国家、由数百位科学家组成的“政府间气候变化委员会”

(IPCC)2001年提出的第3次评估与工作报告中，对全球气候变化的状况作出了权威性的小结，日益增多的观测资料表明：世界正在变暖，气候系统正在发生变化。

2.1 全球表面平均温度在20世纪已经升高了大约0.6℃

自1861年起，全球表面平均温度(接近地表的平均气温与海面温度)开始上升。在20世纪已增加0.6±0.2℃，较第2次评估(1994年)约增加了0.15℃，如图3(a)所示，原因是1995-2000年增加了几个高温年，而且资料处理方法也有了改进，其中考虑了城市热岛效应的校正。在上述140年间，20世纪出现了两段最热的时期，即1910-1945年与1976-2000年。

就全球而言，20世纪90年代是1861年以来的最热的10年，1998年是有仪器观测的最热的年份，如图3(a)所示。

（a）柱状图—逐年全球平均温度值；黑实线—10年滑动平均温度值；T—逐年全球平均温度值；

（b）黑波动线—逐年全球平均温度；黑实线—50年滑动平均温度值；淡黑色—逐年全球平均温度值95%置信区间

图1 地球表面温度变化

根据北半球古气候资料的最新分析，20世纪温度的升高可能是过去 1 000年内温度升高最多的一个世纪。在北半球，20世纪90年代可能是最热的10年，1998年是最热的年份，如图3(b)所示。限于资料，对于1000年以前的年平均温度以及1861年前南半球的温度都知之甚少。

就平均而言，在1950-1993年间，陆地夜间日最低气温每10年大约增加0.2℃，约为陆地白天最高气温每10年增加0.1℃的2倍。许多中、高纬度地区的无冰期增长了。在同一时期，海面温度的增加约为陆面平均温度增加的1/2。

2.2 过去的40年，近地球8km内的大气层温度增加20世纪50年代后期以来(气

球观测精度较高时期)，近地球8km内大气层与地表一样气温增加了，每10年气温增加0.1℃。

从1979年起，卫星与天气气球同步观测表明，近地球8km内大气层的全球平均温度每10年变化+0.05±0.10℃，而全球表面温度则每10年增加+0.15±0.05℃。变暖率的差异具有统计上的显著性。这种差异主要发生在热带与亚热带地区。

近地表8km内大气层与地表受诸如平流层臭氧消耗、大气内烟雾以及厄尔尼诺(El Ni no)现象等因素的影响有所不同。因此，在物理上似有理由相信在一个短时期内(例如20年)，气候趋势可能有所不同。此外，空间取样技术也可对趋势的差异作出某种解释。

2.3 雪盖与冰区范围减少

卫星资料表明，雪盖范围自20世纪60年代后期以来可能减少了10%。地面观测站资料表明，在20世纪，北半球中、高纬度地区每年的河、湖冰盖期大约减少2周。

在20世纪，非极地山区冰川出现大范围退缩现象。

自20世纪50年代以来，北半球春夏海冰范围减少10%～15%，近10年来，北极夏末至秋初的海冰厚度可能已减少4%，而冬季的海冰厚度减少得十分缓慢。

2.4 全球平均海平面上升，海洋含热量增加

潮位站资料显示，在20世纪全球平均海平面上升了0.1～0.2m。

自20世纪50年代末以来，全球海洋含热量增加了。

2.5 降水量有增加的趋势

北半球大陆大多数中、高纬度地区在20世纪降水量每10年增加0.5%～1%，热带(北纬10°到南纬10°)陆地雨量每10年增加0.2%～0.3%，北半球亚热带(北纬10°到北纬30°)大部分陆地，在20世纪降水量每10年约减少0.3%。

北半球中、高纬度地区在20世纪下半叶，大雨的频率增加了2%～4%。

2.6 厄尔尼诺现象更加频繁

同以往100年比较，自20世纪70年代以来，温暖的厄尔尼诺南方涛动(ENSO)现象更加频繁、持续时间更长，强度更大。

2.7部分地区干旱有所增加

在1900-1995年，全球陆地普遍出现严重干旱与严重洪涝的机会增加不多，在许多地区，类似ENSO趋于更暖的变化主要表现为10年内以及数十年内的气候变化。在近数十年里，像亚洲的部分地区，干旱的频率与强度有所增加。

2.8 人类活动继续影响着气候

有充分的证据表明，在过去的50年里，观测到的变暖现象是人类活动造成的。目前的模型估计，过去100年来的变暖，不可能只是内部的变异引起的；图3(b)上1000年资料也说明变暖是不正常的，不可能完全是自然现象；仅仅模拟对自然因素作用(即对太阳辐照度和火山爆发变化的响应)不能解释20世纪下半叶变暖的事实。

人类造成的硫酸烟雾作用，尽管不确定，但却是变冷效果，因而也不能解释变暖。图4表明，若仅仅模拟太阳辐射与火山爆发等自然因素(图4(a))，或仅仅模拟温室效应与硫酸烟雾排放等人类活动作用(图4(b))，都不足以与观测结果吻