气候变化的科学事实及其影响

兰州大学资源环境学院 章文晟

自然环境作为人类生存的最重要的天然载体，气候的变化会对自然环境生态系统产生很大的影响，进而影响人类的生产生活以及社会经济形态的发展。全球气候变化对人类和社会的影响是全方位、多尺度和多层次的，既有正面效应，也包括负面影响。

根据各种统计数据显示，气候变化所导致的气温增高、海平面上升、极端天气与气候事件频发，对自然生态系统和人类生存环境产生了严重影响，已危及人类社会未来的生存与发展。可以说，正确评价气候变化趋势以及对社会的影响，是实现可持续发展的基础，已成为当今世界各国政府和学者最关心的重要问题之一。联合国政府气候变化专门委员会(IPCC)评估报告指出，1960年至2000年间全球平均气温升高了0.4℃～0.8℃，全球变暖及其他气候的变化已经对人类的生存和发展构成了严重的威胁。

气候变化的事实与科学认识

全球气候变化的事实

气候变化是长时期大气状态变化的一种反映，它主要表征大气各种时间长度的冷与暖或干与湿的变化。气候变化存在着多种不同的周期，其周期越长，变化的幅度越大，对比越明显。

从1900年至2000年，全球气候变化最突出的特征就是温度的显著变暖。无论是亚洲、欧洲、非洲，还是美洲、大洋洲，全球陆地气温变化都呈现出上升趋势，尤其是最近几十年，全球变暖的情况更为突出。虽然6个大洲在近100年里出现了微小的气温起伏，但是整体走势呈现温度上升趋势，特别是在1980年之后，快速上升的走势更为明显。

几乎所有的温度观测记录分析都表明，从19世纪末期到20世纪90年代，全球平均温度上升了大约0.6℃，增暖速率为0.5℃／100年，同样也能看到1980年之后温度明显变暖的趋势。

1900－2000年全球各大陆气温变化图

全球气候变暖造成世界上许多冰川消融，甚至消失，雪线不断上移（雪线指常年积雪的下界，即年降雪量与年消融量相等的平衡线）。20世纪70年代开始使用的卫星观测表明，北半球春季和夏季的雪盖面积从1987年以来，已经减少了10%，这些间接证据都充分说明了20世纪的全球气候在变暖。科学家们表示，2012年继续保持了全球气温上升的趋势，成为自1880年以来最温暖的年份之一，排名第九。1880年以来，全球最热的十个年份均出现在1998年之后，上一个温度低于平均水平的年份是1976年。

气候变化的另一显著表现就是极地冰川融化，全球海平面上升。在全球陆地和海洋温度的变化中，人类的活动显然是温度增长的主要因素。自1979年以来，冬季北极海冰范围每10年减少约3%～4%，从卫星数据SMMR和SSM/I仪器观测发现，北极的海冰从20世纪50年代初以来一直在下降。

全球变暖会带来一系列连锁的反应。就全球海平面变化来分析，根据整个20世纪的数据，全球海平面一共上升了170 mm，上升速率为1.0～2.0 mm/年。按照该速率的发展，某些海拔较低的沿海地区将会面临灭顶之灾。

海平面上升对很多国家影响巨大。图瓦卢是南太平洋上的一个岛国，该国海拔最高点只有4.5 m。据统计，从1993年至2009年的16年间，图瓦卢的海平面总共上升了91.2 mm。照此推算，50年后，海平面将上升376 mm，这意味着图瓦卢至少将有60%的国土彻底沉入海中。由于地势极低，持续上升的气温和海平面严重威胁着图瓦卢，使这个国家面临灭顶之灾。

同病相怜的还有同为岛国的马尔代夫。马尔代夫群岛中，80%是珊瑚礁岛，平均海拔不足1m。马尔代夫现有人口为38万，全国最高的两座岛屿平均海拔也只有2.4 m。在2004年的印度洋大海啸中，马尔代夫一度有2/3的国土被淹没。出于对未来气候变暖导致海平面上升的恐惧，2008年时任马尔代夫总统的穆罕默德·纳希德表示，他的政府将设立“主权财富基金”，从每年10多亿美元的旅游收入中拿出一部分拨入基金，用来购买新国土。

另外，近100年来，全球降水量存在着时空分布的不均性。自20世纪70年代以来，全球大范围发生了严重和持久的干旱，特别是热带和亚热带地区。干旱也已经成为全球气温上升带来的严重后果之一。从1900年至2000年全球年降水量的变化趋势来看，北半球中高纬度地区降水量明显增加，亚热带地区，尤其是非洲地区，降水量明显减少。

中国气候变化的事实

中国近百年来的温度变化与世界的平均情况基本相似，20世纪30至50年代是中国温度较高的时期，以后略有回降，到20世纪80年代又上升到一个新的高值。据中国气象局发布的统计资料，近100年来，中国地表温度升温幅度为0.5℃～0.8℃；近50年来，中国年平均地表温度增加了1.1℃。

从20世纪50年代至80年代间，中国北方地区升温比较明显，而长江流域和西南各省的气温反而有所下降。其中，升温最多的是北京（0.88℃）、河北（0.84℃）、内蒙古（0.83℃）、黑龙江（0.7℃）、吉林（0.65℃）、山西（0.65℃）、辽宁（0.64℃）等省（市、自治区）；降温最多的是湖北（-1.09℃）、四川（-0.92℃）等省（市、自治区）。因此，近百年中国的温度变化是北方升温趋势明显，南方不明显，有些地方甚至出现降温的情况。在前几十年，中国温度上升还呈波动的趋势，但在近几十年则呈现出明显的升温趋势。从1985年至2010年，中国连续经历了暖冬，冬季平均温度在－4℃之上。

中国气候变化的实例：2006年超强台风“桑美”以17级风力登陆温州苍南。2007年是1951年来最暖的一年。2009年莫拉克台风给中国多省市带来严重创伤。2010年1～3月我国四川、贵州、云南地区出现干旱。2010年6月我国东北、西北地区出现了高温日。

人类活动与气候变化的相互影响

人类活动对气候变化的影响

近百年来，科学家们注意到全球气温变暖趋势明显，同时人类向大气中排放的温室气体浓度也明显增加。因此，人类活动与气候变化两者之间是否存在因果关系，成为各国政府、科学家、社会公众关注的问题。

在数万年的发展过程中，人类总是在被动地适应居住环境和相应的气候条件。世界工业革命前，人类对环境和气候的影响有限，气候按照其自身要求，不断变化，其过程缓慢且自然。在世界工业革命后的200年间，随着地球上人口剧增，人类活动的领域增加，科学技术发展和生产规模迅速扩大，对环境的破坏以及对气候的影响也越来越大，导致地球表面及大气的自然状态不断受到破坏。大量的森林砍伐和矿物燃料的燃烧，还造成了大气中二氧化碳的浓度迅速增加，从而加剧了温室效应。

20世纪60年代年以来，氯氟烃等温室气体的增加又助推了这一过程。一方面，过度放牧、原始森林与自然植被遭到破坏，使地表的物理状况有了改变；另一方面，城市扩展引发的热岛效应和大气污染破坏了平流层臭氧，使南极臭氧洞不断扩大，这些直接或间接地改变了气候系统的状况。可以说，这种因人类活动对气候变化造成的影响程度，已达到和自然因子影响同等的程度。

但是人类的影响却有不同于自然影响的特点，因为人类活动对气候和环境的影响具有长期性、滞后性，其后果可滞后数十年乃至上百年才显现，并且在相当长的时间内难以恢复。美国黄石国家公园里的溪流、湖泊的水质虽然清澈，但却不能饮用，原因就在于在工业革命期间，工业废水的流入导致水中重金属等含量超过人类可饮用的标准。同样，美国纽约州东部的哈德逊河的水质也是因工业物质而变差。

因此，科学、全面评价人类活动对气候环境的影响，采取各种有效措施存利去弊，改善人类居住环境和气候状况，确保社会的可持续发展，已经成为各国政府乃至全人类需要解决的一个迫在眉睫的重大问题。

气候变化对人类活动的影响

环境问题是跨区域的全球性问题，没有国界之分，若不采取有效措施加以合理规划和控制，人类活动对气候的影响必将日趋严重，不仅会破坏人类赖以生存的居住环境，还将危及社会的可持续发展。与此同时，气候变化也会对人类活动产生巨大影响。一方面，气候变化会对人类的农业、林业、渔业、牧业、旅游业、交通运输业、金融保险业和工业带来巨大的影响；另一方面，气候变化所造成的居住地被淹、道路被损毁、护堤被冲毁、海岸工程受损、房屋倒塌等问题会影响到人类的健康和可持续发展，更会衍生到环境和生态方面，如洪涝、海平面上升、水体富营养化、空气污染、土地沙漠化、水污染（水安全）以及城市生态系统退化等一系列问题。

其中最明显的影响表现在海岸带。据统计，全球50%～70%的人口都分布在海岸带，60%的中国人口集中在距海岸线60 km的范围内。目前，全球受风暴潮影响的人口有4600万。如果不考虑人口增长的因素，当海平面上升500 mm时，将使受灾（淹没和风暴潮）人口增加到9200万左右；而上升1000 mm时，受灾人口将达到11800万。

目前，中国居住在城市地区的人口达6.5亿，城市化水平为51.3%。中国的城市按东、中、西部的区域划分后，西部的城市规模较小、数量较少，其中特大城市和大城市的数量分别为4个和2个，其不合理性特别明显。此外，从中国人口分布来看，若按“黑龙江瑷珲（黑河）到云南腾冲”的“胡焕庸线”进行划分，此线以东人口明显密集，而以西则较分散。密集的人口对环境及资源带来了巨大的压力。因此，中国必须采取相应的对策以及制定相应的规划来调整人口分布结构，以实现资源的合理分配。

统计数据显示，假设海平面上升300 mm，珠江三角洲的淹没面积将达到1153 km2，损失达136亿；长江三角洲及苏北沿岸的淹没面积将达到3453 km2，损失达416亿；黄河三角洲及蓬莱湾的淹没面积将达到898 km2，损失达13亿。海平面若上升600 mm，珠江三角洲的淹没面积将达到27241 km2，损失达417亿；长江三角洲及苏北沿岸的淹没面积将达到21010 km2，损失达589亿；黄河三角洲及蓬莱湾的淹没面积将达到23100 km2，损失达618亿。

荒漠化是另一个由于气候变化引起的全球性问题。发生荒漠化的区域一般会表现出一定的规律，多发生在南北半球的副热带地区。从大气环流的角度来看，此区域常年盛行下沉气流，形成了极端干旱的气候。

大多数的沙漠分布在亚洲及非洲等发展中国家。世界上最大的撒哈拉沙漠，50年里向南吞没了大约65万km2的耕地和牧场，致使20世纪80年代中期的大旱灾夺去了300万人的生命；苏丹北部的沙漠，19年内南移了100 km；印度和巴基斯坦的塔尔沙漠，每年前移8 km，吞没肥沃土地达130 km2；南美洲的阿塔卡姆沙漠每年扩展1.6～3.2 km，至今已扩展了80～160 km。

随着气候干旱、人口增加和资源被过度开发，据预测，未来50年，全世界将有1.5亿人被迫迁居。20世纪70年代，严重的干旱使非洲的撒哈拉沙漠南缘的萨赫勒地区的荒漠化加速发展，大片农田和牧场在短短几年内沦为不毛之地，引发了震惊世界的饥荒。

目前，世界气象组织主持制定的世界气候影响计划，提出了气候对人类影响的十大研究方向，包括人类的健康和工作能力；住房建筑和新住宅区；各类农业；水资源开发和管理；林业资源；渔业和海洋资源；能源的生产和消费；工商业活动；交通和运输；各种公共服务。由此可见，因人类活动不断增强的温室效应已成为全球最为严峻的环境问题之一。