(1)气候变化研究
气候变化是指气候平均状态随时间所发生的变化,即气候平均状态和离差(距平)两者中的一个或两个一起出现了统计意义上的显著变化。离差值越大,表明气候变化的幅度越大,气候状态越不稳定。《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款中明确了“气候变化”的定义:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外,由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”气候变化一词在政府间气候变化专门委员会(IPCC)的使用中被这样界定,是指气候随时间的任何变化,无论其原因是自然变率,还是人类活动的结果,这有别于《联合国气候变化框架公约》中的用法。
为研究气候变化和人类活动,特别是经济活动的相互影响,世界气象组织在1979年第八次世界气象大会上通过了一项关于“世界气候计划”的决议,它包括4个子计划:世界气候资料计划、世界气候知识应用计划、世界气候影响研究计划、世界气候变化和变率的研究计划。资料计划负责收集气象、海洋、水文、地球物理、生物、生态、社会、经济等方面的数据,推动气候监测工作的进行,为研究世界气候状况与变化提供各种资料;知识应用计划负责宣传正确应用气候知识的意义,以便人们能够正确理解和适应各种气候资料和情报;气候影响研究计划负责研究在同样的自然环境、社会结构、经济体系条件下,气候变化对粮食、能源、水资源等方面的影响,以便人类采取相应的对策,保证其正常的生产和生活;气候变化和变率研究计划是4个子计划中最重要的一项,主要研究内容包括气候模式、气候的可预报性、气候的敏感性、气候诊断、对气候资料的要求等,重点研究课题有全球和区域气候系统观测资料的综合研究,全球和区域气候动力学和统计学的模式体系,海洋在气候系统中的作用,用以示踪的放射性气体的生物地球化学循环,云的形成、分布和辐射特性,气溶胶的类型、光学特性及其对云的影响,水文循环,陆面和冰雪圈的特性、变化过程及其对气候的影响,全球性和区域性的古气候模拟。
另一个著名的气候变化研究计划是世界气象组织(WMO)和联合国环境规划署(UNEP)于1988建立的政府间气候变化专门委员会(IPCC)提出的。IPCC设有3个工作组:第一工作组评估气候系统和气候变化的科学问题;第二工作组研究气候变化所带来的社会经济和自然系统的脆弱性、气候变化的正负两方面后果及其适应方案;第三工作组评估限制温室气体排放和减缓气候变化的方案。IPCC已分别在1990年、1995年、2001年、2007年及2014年发表五次正式的“气候变化评估报告”,它是在全面、客观、公开和透明的基础上,对世界上关于全球气候变化的现有最好的科学、技术和社会经济信息进行评估,评估报告吸收了数百位专家的研究成果。
IPCC第4次报告结果显示,近几年南部非洲地表温度处于上升趋势,且变化较快;而降水则呈减少趋势,可能减少30%,从而导致干旱增多(IPCC,2007)。Alec Sithole等运用地面数据与遥感数据相结合的方法分析了南部非洲降水与温度的变化,对气温、降水异常的时间序列分析后指出,该区域存在一个温度、降水变化显著的地区,该研究亦表明气候变化将会导致本地区降水的减少,进而导致水资源减少、生物多样性丧失与环境退化(Sithole and Murewi,2009)。南非开普敦大学Bruce Hewitson团队运用全球气候模型GCMs(General Circulation Models)发现了南非次大陆在CO2浓度加倍的情况下温度可能会升高1℃~3℃,尤其北部地区的增温更显著,年均降水将下降5%~10%(Chown,2001)。在蒸发量增加的影响下,径流减少的地区较降雨减少地区更多,10°S以南非洲地区年均径流量减少普遍超过20%,只有坦桑尼亚北部、马达加斯加西部小部分地区的径流量增多了。南部非洲是径流易变性(CV)最高的地区,某些年份的径流值可能是年均值的数倍,尤其是在干旱地区(Arnell等,2003)。GCMs预测表明,至2030年南部非洲6月到8月期间的降雨将呈现减少趋势,但由于数据不足,该预测结果存在很大的不确定性。(www.xing528.com)
气候变化评估有很大的不确定性,尤其是在数据缺乏、气候多样的地区,如非洲地区气候预测的误差界限就较大:多达90%的GCMs模型无法准确复制过去或现在的非洲气候情景,尤其是撒哈拉以南非洲的地区。气候模型如此大的误差表明,重要的气候变化进程可能没有被GCMs模拟。目前撒哈拉以南的地区运用GCMs模型可复制、模拟温度变化,但实际的结果是降水被高估20%,海平面温度被高估1℃~3℃。降水模式会受热带雨带的季节性迁移的影响,雨带较小的移动会导致当地降水的变化,运用气候模型对此过程进行模拟是准确预测非洲气候变化效应的必要条件。而少于一半的气候专项认为雨带的季节性迁移对降雨变化的影响可被准确模拟,这就意味着在非洲气候变化的不确定性是必然的。
(2)洪涝和干旱灾害及其影响因素
洪水灾害是世界上危害最严重的自然灾害之一,主要由洪灾易发区的气候特征、水系特征、水文特征、植被特征等自然原因和植被破坏、围湖造田、占用河道、分洪区等人文原因共同引起。气候异常(气候变暖、降水年际变率不稳定),人类活动可以影响水文过程及水资源的全球分配模式,导致洪涝灾害发生频次、强度的变化,其已经成为洪涝灾害的主要影响因素(蒋卫国等,2006;Veijalainen等,2010;Kabanda and Palamuleni,2013;Vormoor等,2015)。区域降水、江河流量的季节性变化使洪涝灾害具有明显的年内变化规律,当流域降水量较多时,江河水位上升,洪涝灾害容易产生(何慧等,2009);厄尔尼诺、拉尼娜现象的全球影响力使非洲各国洪涝灾害表现出年际变化的不规律性,洪涝灾害的区域差异受气候、水文、土地覆盖、经济、人口因素的共同影响。干旱从不同角度诠释有不同的含义,气象干旱表现为降水短缺超过一定时间,水文干旱表现为径流量的减少、地表及地下水位的降低,而农业干旱是指土壤水分含量降低及其对农作物生长的影响(Sehmi and Kundzewicz,1997;Trambauer等,2013)。干旱是非洲定期与周期性发生的气候事件,是旱灾形成的重要因素,但干旱并不等于旱灾,只有当干旱引起的水资源短缺对生产、生活产生较大影响时才会形成旱灾。有研究表明人为的环境破坏、社会经济欠发达可能是造成非洲旱灾的更重要原因(丁登山,1994)。非洲是欠发达国家最多的大洲,加上大陆生态环境比较脆弱,以洪涝和干旱为主的自然灾害在非洲频繁出现,给非洲国家的经济发展带来了灾难性后果,水旱灾害造成的人员伤亡、经济损失分别占撒哈拉以南非洲自然灾害总伤亡、损失的80%、70%。
总之,洪涝干旱灾害的年际变化主要受全球环流异常的影响,区域差异受气候、水文、土地覆盖、经济、人口因素的共同影响。2009年联合国发布的首份《减少灾害全球评估报告》中指出,全球灾害风险分布很不均匀,灾害风险与贫困之间存在密切联系,灾害造成的死亡及灾后基础设施重建工作主要集中在贫困国家和贫困人口中(United Nation,2009)。
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