氣象大講堂：氣候變化科普知識講座

       由中國氣象報社主辦的“氣象大講堂”系列報告活動在中國氣象局正式啟動。作為*受邀嘉賓，中國工程院院士丁一匯以《氣候變化的挑戰(zhàn)——過去、現(xiàn)在、將來》為題，講述了氣候變化方面的科普知識。

　　千萬年來，地球的氣候在不斷地變化著，但地質(zhì)年代的氣候變化總體上是緩慢的，而現(xiàn)代氣候變化是快速的，它比地質(zhì)年代的氣候變化速率一般要快一千到一萬倍。二氧化碳是氣候變化的一個關(guān)鍵驅(qū)動力。

　　近百年的現(xiàn)代氣候變化是由自然的氣候波動與人類活動共同造成的，而近50年的變暖主要是由人類活動造成的。這種科學(xué)的共識促成了政治層面重大決策的產(chǎn)生，即制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》與《京都議定書》。

　　氣候變化對中國的生態(tài)系統(tǒng)和國民經(jīng)濟產(chǎn)生了明顯影響，正負面影響皆存，但負面影響會加劇。超過臨界值的氣候變暖對中國來說主要不是“福音”，而是“災(zāi)害”或“災(zāi)難”。

　　應(yīng)對氣候變化的科學(xué)發(fā)展觀在國家、部門與企業(yè)、個人三個層面上是一致的。中國政府面臨發(fā)展和減排的雙重任務(wù)，社會經(jīng)濟部門與企業(yè)既面臨著水資源、農(nóng)業(yè)、海平面、重大工程建設(shè)等方面的安全問題，也擔負著發(fā)展高新技術(shù)、加快新能源研究的重大任務(wù)。個人要盡一切努力節(jié)約能源，改變消費模式和習慣，樹立牢固的保護氣候和環(huán)境的意識。

氣候變化的“前世今生”

　　在地球氣候演變的地質(zhì)年代，地球上的氣候有過很暖的時期，那時，大氣中的二氧化碳濃度很高，曾達到過3000ppmv至7000ppmv（ppmv，指同溫同壓下其體積占空氣體積的比例為百萬分之一）。

　　但在1億年前也曾出現(xiàn)了三次大冰河期，分別發(fā)生在22億至24億年前、6億至7.5億年前和2.8億年前。那時，*海洋一片冰封，通過冰—反照率反饋機制，zui后都被冰封，成為了冰雪的海洋。

　　后來，大陸漂移、板塊碰撞使地殼變形，同時又有火山爆發(fā)，其排放的二氧化碳“闖入”大氣，使大氣中二氧化碳的濃度增加。由于二氧化碳產(chǎn)生溫室效應(yīng)，并且風吹降塵染黑冰蓋減少了陽光反照率，地表溫度上升到了一個臨界值，冰冷堅硬的熱帶冰層開始融化。從此，氣候變暖增強并擴展到，zui后整個地球成為了無冰的“水球”。直到1億年前左右，地殼板塊運動減慢，地球上的氣候才進入穩(wěn)定狀態(tài)。

　　6500萬年前，白堊紀結(jié)束，溫暖的氣候也隨之結(jié)束了。此后，地球氣候不斷變冷。到了250萬年前，氣候十分寒冷。但在6000萬年前以來的氣候變冷期，總體上氣候比今天暖，二氧化碳濃度比今天高。

　　由上可見，無論在任何時期、有任何起因，地質(zhì)資料都告訴我們，二氧化碳與溫度變化以相同的趨勢在演變，二氧化碳是氣候變化的一個關(guān)鍵驅(qū)動力。

　　人類排放的二氧化碳是地球氣候變化在近代的一個新的驅(qū)動力。觀測結(jié)果表明，工業(yè)化以來，大氣中的溫室氣體明顯增加，目前二氧化碳的濃度達到了42萬年來的zui大值，而20世紀也是過去2000年中zui溫暖的100年。地質(zhì)結(jié)構(gòu)（如板塊運動）和火山爆發(fā)、溫室氣體的變化（自然產(chǎn)生和人類活動產(chǎn)生的）、氣候系統(tǒng)內(nèi)部的變化等，共同推動了地球現(xiàn)代氣候變化。

　　根據(jù)米蘭科維奇（Milankovitch）循環(huán)理論，氣候平均具有周期為10萬年左右的“冰期—間冰期”循環(huán)。這種自然的軌道強迫可在幾千年時間的尺度上影響關(guān)鍵的氣候系統(tǒng)，如季風、海洋環(huán)流、大氣的溫室氣體含量等。我們目前處于末次間冰期后期，但其將向冰期演變的冷卻趨勢卻不會減緩現(xiàn)代變暖的步伐。科學(xué)家們指出，至少在30000年之內(nèi)地球不會自然地進入下一個冰河期。

　　

　　人類活動：現(xiàn)代氣候變化的一種主要驅(qū)動力

　　在關(guān)于氣候變化成因的認識方面，IPCC加快了前進的步伐。IPCC第三次評估報告（2001年）指出，新的、更強的證據(jù)表明，過去50年觀測到的大部分增暖“可能”歸因于人類活動（66％以上可能性）；而其第四次評估報告（2007年）指出，人類活動“很可能”是氣候變暖的主要原因（90％以上可能性）。

　　有三方面的證據(jù)，讓躲在工業(yè)化后二氧化碳增加背后的“真兇”顯露原形，它就是化石燃料的燃燒：首先，南極和格林蘭冰芯記錄表明，在工業(yè)革命前后，大氣中二氧化碳開始迅速增加，從那以后，其濃度變化大致與化石燃料消耗的增長率相近；其次，北半球大氣二氧化碳濃度比南半球的要高一些，因為大多數(shù)強排放源位于北半球；第三，大氣中氧含量每年減少3ppmv，這與大氣中二氧化碳的增加是相對應(yīng)的，因為二氧化碳是燃燒的產(chǎn)物。