国际社会所讨论的气候变化问题主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题,特别是20 世纪后半叶全球气温的升高。1850年以来,全球平均气温经历了冷—暖—冷—暖两次波动,总体为上升趋势,平均温度上升幅度约为0.74℃。19 世纪末工业革命后,全球气候逐渐趋暖。1900—1940年,全球气温上升了0.5℃,到20世纪80年代以后全球气温上升趋势更加显著。20世纪90年代有可能是千年以来北半球最暖的10年,其中1988年比1949—1979年平均气温高0.34℃。全球表面平均温度在20世纪平均升高了0.6℃。1990—2005年全球平均温度升高约为每10年0.15℃~0.3℃。据美国海洋与大气管理局公布的数据,2002年1月全球绝大部分陆地区域表面温度都高出以往任何时期,是1880年有气象记录以来全球陆地表面平均温度的该月最高点。
根据世界气象组织的最新数据,2017年全球平均气温比1850年左右的前工业化时期上升了大约1.1℃。由于太平洋亚热带地区的厄尔尼诺现象加剧,2016年是迄今为止气温升高创纪录的一年。2015年、2016年和2017年是有气象记录以来全球气温最高的三年。这3年是气温升高创纪录的3年,这是长期气候变暖的部分后果。全球经历了不寻常的天气,亚洲气温达到50摄氏度;在加勒比海和大西洋直至爱尔兰接连出现罕见的飓风;数百万人遭受毁灭性的季风洪灾以及东非发生严重的干旱。
气候变暖的原因主要包括自然原因和人为原因两个方面。
(1) 自然原因
全球气候变暖的自然因素主要包括海洋、陆地、火山活动、太阳活动、自然变率等,不少科学家还将气候变暖归结为大气候条件。地球逐渐变暖是地球大气自身调节的结果。自地球形成后,不同的地质时期气候呈现一定幅度的气温波动是正常的。目前,地球正处于“增温期”。太阳本身提供的能量变化或者地球接收到的太阳能量发生变化都影响到地球气候系统的变化。从十年至百年的长时间尺度分析,影响气候长期波动的主要因素是太阳辐射。
太阳活动水平的长期变化与全球气候变化之间有很好的正相关。太阳活动是周期性的,能影响大气周期性升温与降温。太阳黑子活动在1935年出现世纪周期的最低点,在1979年出现世纪周期的最高峰,该时期是太阳活动的增强期,对气候变暖作用相当大,甚至在一定时期内可超过二氧化碳的升温作用。
近600年的地磁场模型资料和全球平均温度序列之间有较强的相关关系,地表浅层热场是地球深层焦耳热的反映,地磁场通过焦耳热的不断释放影响气候变化。从地磁场的变化来看,21世纪初全球变暖的趋势有所减缓。厄尔尼诺现象造成的全球气候异常,中高纬地区冬季气温与厄尔尼诺现象发生具有一致性,即厄尔尼诺现象发生当年冬季气温低,翌年也低;厄尔尼诺现象发生当年冬季气温高,翌年也高。
火山喷发同样会排放出大量的温室气体。然而,火山喷发形成的气溶胶对来自太阳热辐射起到了阻挡作用,在一定程度上能起到降温作用。各个外界强迫因子在过去的100年可能造成的温度变化中,以火山活动的作用最重要,其次是太阳活动,二氧化碳的影响最小。(www.xing528.com)
臭氧层的破坏使进入地球大气的紫外线增强,地球上所有生物的进化和生存将受到威胁,地表植被和海洋浮游生物的减少或消失,必然减少储存在植物体和用于光合作用的二氧化碳,从而使大气中的温室气体增加。
(2) 人为原因
温室气体、气溶胶、土地利用、城市化等是造成气候变化的主要因素。在变暖机理研究中,人类活动导致的温室效应令人关注。目前,越来越多的学者认为,气候变暖的主要因素是人类活动排放的二氧化碳、甲烷等温室气体。其中,二氧化碳占50%,甲烷沼气占20%,含氯氟烃占15%,氧化亚氮占10%,臭氧等占5%。
1990年第一次IPCC评估报告认为,近百年的气候变化可能是自然波动或人类活动或二者共同影响造成的。1996年第二次评估报告提到,依据越来越多的各种事实,人类活动对气候变暖产生的影响已被觉察出来。2001年第三次评估报告认为,人类活动造成气候变暖的可能性在66%以上。2007年第四次评估报告认为,人类活动是气候变暖的主要原因,可能性已达90%以上,并且列举了一系列新的气候变化事实,这些事实主要包括1906—2005年全球地表平均温度升高0.74℃;2005年全球大气二氧化碳浓度为379ppm,为65万年来最高;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℃;21世纪高温、热浪以及强降水频率可能增加,热带气旋的强度可能加强。
英国和瑞士科学家合作在《英国皇家学会会报》(Proceedings of the Royal Society)发表文章指出,不应该把近年来全球气候变暖归罪于太阳能量水平的变化,在过去20 年里,太阳对地球气候产生影响的所有变化走势,与能观测到的全球平均气温升高所要求的数据背道而驰,相反,数据显示近20年来太阳能量变化对地球应该具有降温作用。
英国卢瑟福·阿普尔顿实验室(Rutherford Appleton Laboratory)和瑞士达沃斯(Davos)世界辐射中心共同对近数十年中可能引起气候变化的因素,包括所有太阳辐射和宇宙线的变化做了研究。他们将太阳黑子以11年为一个周期的变化规律作为一个重要因素进行研究,发现太阳黑子虽能影响太阳发射的热量值,但不会影响地球表面气温,因为海洋能吸收并保留住热量。无论使用哪种计算方法,自20世纪80年代末期开始的全球平均气温迅速上升都不能归因于太阳能量变化。
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