大气科学之气象观测==气候变化

气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。既有自然因素，也有人为因素。在人为因素中,主要是由于工业革命以来人类活动特别是发达国家工业化过程的经济活动引起的。化石燃料燃烧和毁林、土地利用变化等人类活动所排放温室气体导致大气温室气体浓度大幅增加，温室效应增强,从而引起全球气候变暖。据美国橡树岭实验室研究报告，自1750年以来,全球累计排放了1万多亿吨二氧化碳,其中发达国家排放约占80%。气候变化会带来哪些影响? 气候变化导致灾害性气候事件频发，冰川和积雪融化加速,水资源分布失衡，生物多样性受到威胁。气候变化还引起海平面上升,沿海地区遭受洪涝、风暴等自然灾害影响更为严重，小岛屿国家和沿海低洼地带甚至面临被淹没的威胁。气候变化对农、林、牧、渔等经济社会活动都会产生不利影响,加剧疾病传播，威胁社会经济发展和人民群众身体健康。据政府间气候变化专门委员会报告,如果温度升高超过2.5℃，全球所有区域都可能遭受不利影响,发展中国家所受损失尤为严重；如果升温4℃，则可能对全球生态系统带来不可逆的损害,造成全球经济重大损失。据2006年我国发布的《气候变化国家评估报告》，气候变化对我国的影响主要集中在农业、水资源、自然生态系统和海岸带等方面,可能导致农业生产不稳定性增加、南方地区洪涝灾害加重、北方地区水资源供需矛盾加剧、森林和草原等生态系统退化、生物灾害频发、生物多样性锐减、台风和风暴潮频发、沿海地带灾害加剧、有关重大工程建设和运营安全受到影响。 　　

目前的气候变化，全球科学家的共识是：有90%以上的可能是人类自己的责任，人类今日所作的决定和选择，会影响气候变化的走向。今日，地球比过去两千年都要热。如果情况持续恶化，于本世纪末，地球气温将攀升至二百万年来的高位。 　　
过去一百多年间，人类一直依赖石油煤炭等化石燃料来提供生产生活所需的能源，燃烧这些化石能源排放的二氧化碳等温室气体是使得温室效应增强、进而引发全球气候变化的主要原因。还有约1/5的温室气体是由于破坏森林、减少了吸收二氧化碳的能力而排放的。另外，一些特别的工业过程、农业畜牧业也会有少许温室气体排放。 　　
在中国，煤炭在能源消费总量中占主导地位。1979年至2005年，煤炭资源消费在总能源消费中的平均比重为72.4%。在各种能源消费量的相对变化上，虽然煤炭占总能源消费量的比重呈现缓慢下降的趋势，但其绝对消费量却在不断上升，目前，煤炭消费占约67%，加之中国能源效率并不高，如此高度依靠煤炭发展是不可持续的，面对日益严重的全球变暖问题，人们只有一个选择：必须立即采取行动。

关于气候变化的原因 　　

温室原理：太阳辐射主要是短波辐射，地面辐射和大气辐射则为长波辐射。大气对长波辐射的吸收力较强，对短波辐射的吸收力比较弱。 　　
白天，太阳光照射到地球时，部分能量被大气吸收，部分被反射回宇宙，大约47%左右的能量被地球表面吸收。 　　
夜晚，地球表面以红外线的方式向宇宙散发白天吸收的能量，大部分被大气吸收。 　　
结果，大气层就如同覆盖着玻璃的温室一样，可以保存一定的热量，使地球不至于像月球一样，被太阳照射时温度急剧升高，不见日光时温度急剧下降。

怎样认识温室效应:
想象一下，如果没有温室效应，地球将会冷得不适合人类居住。据估计，如果没有大气层，地球表面温度会是零下18摄氏度。正是有了温室效应，才使地球温度维持在15摄氏度。我们所熟知的月球，由于没有大气层，白天在阳光垂直照射的地方温度可达127摄氏度，而夜晚温度却能降到零下183摄氏度。 　　
为什么地球会变暖？很简单，收支不平衡。好比存钱，地球银行获得的收入(热量)大于花费(辐射出去的能量)，自然温度就升高了。 　　
导致温室效应的一大主因就是温室气体排放。温室气体的增加，加强了温室效应，而二氧化碳是数量最多的温室气体。如今，地表向外放出的长波热辐天然气燃烧产生的二氧化碳，远远超过了过去的水平。另一方面，由于对森林乱砍滥伐，大量农田建成城市和工厂，破坏了植被，减少了将二氧化碳转化为有机物的条件。再加上地表水域逐渐缩小，降水量大大降低，减少了吸收溶解二氧化碳的条件，破坏了二氧化碳生成与转化的动态平衡，就使大气中的二氧化碳含量逐年增加。空气中二氧化碳含量的增长，就使地球气温发生了改变。

对气候变化的进程、严重性和对不同地区的影响的了解仍在不断深入，但科学家已证实了以下几点：
1某些气体如二氧化碳，在大气层里形成了温室效应，阻止热力反射回太空，使地球气温持续上升
2燃烧化石燃料(如:煤炭、石油等)会释放更多二氧化碳至大气层
3二氧化碳虽不是最强的温室气体，但由于人类活动而产生的二氧化碳含量大幅度提高，成为增强温室效应的元
3大气中的二氧化碳浓度已达六十五万年来最高
490年代可算是历史上最热的十年，而1998年是当中最炎热的一年

以下数点也得到了广泛认同：
1由于二氧化碳等温室气体的排放，全球平均温度将比工业革命之前上升摄氏1.3度看来是无可避免的。限制升幅在摄氏2度以内，是防止气候变化带来更严重灾难的唯一方法
2如果温室气体的排放再不被控制，气候变化的速度将会是人类有史以来最快的 3气候反馈机制极可能带来急剧而不能补救的连锁反应，没有人知道气候变化到了什么程度会导致“世界末日”

气候变化影响一、全球变暖导致喜马拉雅冰川消融，人类的水源告急

喜马拉雅山冰川正在因全球变暖而急剧“消瘦”。2007年4月，绿色和平考察队在喜马拉雅山拍摄了冰川消融的严峻状况，情况十分危急。冰川是地球上最大的淡水水库。资料表明，全球冰川正在因全球变暖而以有记录以来的最大速度在世界越来越多的地区融化着，到20世纪90年代，全球冰川更呈现出加速融化的趋势，冰川融化和退缩的速度不断加快，意味着数以百万的人口将面临着洪水、干旱以及饮用水减少的威胁。 被称为“亚洲水塔”的青藏高原冰川是中国乃至亚洲许多主要大江大河的源头，数亿人的用水问题也与之息息相关。而人类大量燃烧化石燃料导致的全球变暖，使冰川加速退缩。喜马拉雅冰川的消融比世界任何地区都快，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）近期发布的报告指出，根据目前的全球变暖趋势，不到30年，80%面积的喜马拉雅冰川将消融殆尽。这对于中国本来就日益严峻的水资源短缺问题，无疑是雪上加霜。 　　
在过去的两年间，绿色和平两次考察了珠峰地区。今年4月20日，绿色和平喜马拉雅考察队一行五人奔赴喜马拉雅山，见证了喜马拉雅山的冰川消融。此次拍摄的珠峰中绒布冰川图片，对比1968年的照片可见，冰塔林大幅后退、稀疏变矮清晰可见。

气候变化影响二、极端气候 　　

暴雪、暴雨、洪水、干旱、冰雹、雷电、台风……极端气候在近几年异常频繁地光顾地球，这些都与全球气候变化大背景有关。2007年发布的政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告表明，“自20世纪70年代以来，干旱的发生范围更广、持续时间更长、程度更严重，特别是热带、亚热带地区。”“过去50年里，极端高温、低温发生了大范围的变化。昼夜低温、霜冻变得不如以前频繁，而昼夜高温、热浪则愈加常见。”极端天气气候事件发生的频率和强度都有所增强，给人民生命财产安全带来极大的危害。 　　
半个世纪以来，中国长江中下游等南方地区的暴雨明显变多了，而在北方省份，旱灾发生的范围不断扩大。这几年，罕见而强烈的旱灾侵袭许多南方省份，桑美、圣帕等台风频频重创东南沿海省份，警钟不断敲响。近年来，中国每年因气象灾害造成的农作物受灾面积达5000万公顷，因灾害损失的粮食有4300万吨，每年受重大气象灾害影响的人口达4亿人次，造成经济损失平均达2000多亿元人民币。 　　
2007年，中国气候异常，降雨严重程度不均，极端天气事件频繁，多灾并发，点多面广，部分地区重复、连年受灾，局部地区雨情、汛情、旱情、灾情超历史记录，因灾直接经济损失达2363亿元。媒体的镜头记录了海南春旱、淮河洪水、雷州半岛台风等肆虐的灾害。

气候变化影响三、粮食减产 　　

全球变暖造成粮食减产，因为全球变暖带来干旱、缺水、海平面上升、洪水泛滥、热浪及气温剧变，这些都会使世界各地的粮食生产受到破坏。亚洲大部份地区及美国的谷物带地区，将会变得干旱。在一些干旱农业地区，如非洲撒哈拉沙漠地区，只要全球变暖带来轻微的气温上升，粮食生产量都将会大大减少。 　全球变暖的细微改变，对粮食生产就会造成意想不到的后果。稻米对温度剧变的敏感性就是其中的一个例子。国际稻米研究所的研究显示，若晚间最低气温上升每摄示1摄氏度(华氏1.8度)，稻米收成便会减少10%。值得警惕的是，稻米是全球过半人口的主要粮食，所以全球变暖的轻微的变化可带来深远的影响。 　　对于中国来说，全球变暖可能导致农业生产的不稳定性增加，高温、干旱、虫害等因素都可能造成粮食减产。如果不采取措施，预计到2030年，中国种植业生产能力在总体上可能会下降5%至10%；小麦、水稻、玉米三大农业作物均以下降为主，到21世纪后半期，产量最多可下降37%。同时全球变暖会对农作物品质产生影响，如大豆、冬小麦和玉米等。 　　
全球变暖，气温升高还会导致农业病、虫、草害的发生区域扩大，危害时间延长，作物受害程度加重，从而增加农业和除草剂的施用量。此外，全球变暖会加剧农业水资源的不稳定性与供需矛盾。总之，全球变暖将严重影响中国长期的粮食安全。 　　
2007年3月，四季如春的旅游胜地海南遭受了严重的春旱侵袭。截至4月初，海南省农作物受旱面积154．9万亩；水库干涸415座，因旱情发生饮水困难人口达到19．99万人。绿色和平赴海南考察，见证极端气候给当地农业带来的深重打击。

气候变化影响四、海平面上升 　　

在南太平洋岛国基里巴斯，来自Betio村的Pita Meanke站在一棵树旁，那次巨大的浪潮，冲垮了防波提，摧毁了他的家。 　　“马尔代夫只是其中一个小国。我们没有能力改变世事。但在这里作的决定，将会对我的人民有莫大影响，更会改变世界历史。”H.E. Maumoon Abdul Gayoom (马尔代夫) 于日本京都气候变化框架公约第3次缔约国会议上所作的声明。 　　并不是只有岛国才需要担心海平面上升的问题。全球有超过70%口人生活于沿岸平原；全球前15大城市中，有11个是沿海或位于河口。据政府间气候变化专门委员会的《排放情景特别报告》（SRES）估计，从1990年到21世纪80年代，全球海平面将平均上升22到34厘米。 　　
近30年来，中国沿海海平面总体上升了90毫米，比全球平均速度更快。 　　
值得留意的是，海平面不是全球一致地变更。不同的地区的海平面，会因海水环流或风压而有所不同。所以评估海平面上升的影响时，亦需要留意暴风浪以及大潮所带来的影响。 　　
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影响。一些对岛屿以及沿海地区人口尤其重要的资源，如沙滩、淡水、渔业、珊瑚礁、环礁、野生生物栖息地均会受到威胁。面临洪灾、海水入侵、土地侵蚀流失、强热带风暴的威胁，人口密集、经济发达的长三角、珠三角、黄河三角洲的城市群是最脆弱的地区。