气候变化的原因和趋势

第一节　气候变化的原因和趋势

气候变化是指除在类似时期内所观测气候的自然变异之外，由于直接或间接的人类活动改变了地球大气的组成而造成的气候变化。它被认为是威胁世界环境、人类健康和全球经济持续性的最危险因素之一。大多数科学家们认为，地球的气候正受到不断累积的温室气体（诸如由人类活动产生的二氧化碳等）的影响而逐渐变暖。尽管还存在一些不确定因素，但大多数科学家仍认为及时采取预防措施是必需的。

引起气候变化的原因是因为大气中温室气体的增加，大气的99%是由78%的氮气和21%的氧气组成，它们对气候调节基本没有直接的作用。在剩下的1%大气中有一小部分的气体（包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、水蒸气、卤烃等）被称为温室气体。这些气体能够使地球保持温暖，太阳辐射穿过大气被地表吸收后升温，一部分被大气和地表反射，同时地表发射红外线穿过大气层，被温室气体分子吸收，再发射，这一过程使地球地表的大气保持温暖。

温室气体增加的原因主要是，由于人类活动产生了过多的温室气体和人类燃烧燃料如煤炭、石油和天然气等产生二氧化碳及森林遭到破坏降低了植被吸收二氧化碳的能力，导致全球气候变暖，这些原因已经被人们所公认和接受。

最新的研究还发现，森林大火可能也是造成温室气体增加的重要原因之一。美国的研究人员发现：发生于1997年、1998年干旱期间的森林大火是造成大气中过量甲烷、二氧化碳和一氧化碳的主要原因，超过了先前预测的此期间燃烧燃料和其他原因所产生这些气体的总量。结合使用卫星遥感数据和计算机建立的气候模式，他们发现过量排放的温室气体中有60%来自于东南亚，30%来自中美洲、南美洲，10%来自于欧洲、亚洲和北美洲的森林繁茂地区。排放量的增加与印度尼西亚、中美洲、亚马逊的部分地区、北部和南部非洲以及北美洲、欧洲和亚洲的干旱引起的森林大火有关。这些干旱是由厄尔尼诺的南部震荡、太平洋的周期性逆转引起的，致使全球气候陷入混乱之中。

气候系统主要是由大气、海洋、陆地和海洋植物、土壤和冰雪等物质组成。因为人类活动已经能够在相当程度上影响和改变上述物质组成，也成为气候系统的重要组成部分之一。这些组成部分的行为和过程通过相互作用交织在一起，我们通常所说的气候变化就是由这个复杂气候系统变化引起的。引起气候系统变化的原因有多种，可概括为自然的气候波动与人类活动影响两大类。前者包括太阳辐射变化、地球运转轨道变化和气候系统内在行为控制等，后者包括人类燃烧煤炭、石油和天然气等，毁林以及工农业活动引起的大气中温室气体浓度的增加、陆面覆盖和土地利用的变化等。

气候变暖的可能原因：目前，关于气候变化原因的学说有很多种，我们大致可以归纳出全球气候变化的16种原因，它们包括：（1）太阳辐射的变化;（2）宇宙沙尘浓度的变化;（3）地球轨道的变化；（4）大陆漂移;（5）山地隆升对大气环流和环境的影响;（6）洋流的改变;（7）海冰的变化；（8）大气温室气体的变化;（9）大气气溶胶浓度的变化;（10）极地同温层云量的变化;（11）极地植被的变化;（12）大陆沙尘气溶胶相联系的“铁假说”;（13）大陆C₃植物向C₄植物的转化;（14）天体撞击;（15）火山爆发;（16）地核环流作用等。

全球变暖特别令人关注，大气温室效应的加剧有可能是造成全球变暖的主要原因。大气中的水汽和二氧化碳等气体则被称为“温室气体”，可以透过太阳短波辐射（指吸收少），但阻挡地球表面向宇宙空间发射长波辐射（指吸收多），从而使地球表面和大气增温，产生所谓“温室效应”。温室效应始终存在，为地球上生命的产生和繁衍提供了适宜的环境条件。但是，18世纪工业革命以来，人类社会发展对煤、石油和天然气等的依赖，使大量二氧化碳等温室气体进入大气，增加了大气中温室气体的浓度，使温室效应持续增强。在强调人类要对全球变暖这一气候变化负责的同时，也不能忽视全球变暖作为气候变化自然波动的可能性。

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2001年完成出版的第三次评估报告中指出：根据地面气象仪器观测结果，1860年以来，全球平均温度升高了（0.6±0.2）℃。这种变暖是由自然气候波动和人类活动共同引起的，最近50年的气候变化，很可能主要是人类活动造成的。近百年我国气候变化的趋势与全球气候变化的总趋势基本一致，气温上升了0.4℃～0.5℃。全球变暖会不会持续下去，甚至增强呢？对这一问题的回答有赖于气候预测。气候预测的主要工具是气候模式，即一组对气候系统运动的已知规律进行描述的数学方程。在假设人类社会未来社会－经济发展情景（对应着不同的温室气体排放水平）的前提下，人们利用气候模式进行各种情景预测。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第三次评估报告指出：在6种代表性温室气体（二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟化碳、六氟化硫）目前排放情景下，全球平均地表气温到2100年时将比1990年上升1.4℃～5.8℃，可能是近一万年中增温最显著的。上述气候预测结果给出的只是可能的变化趋势，具有很大的不确定性。主要原因有：

第一，对控制大气中二氧化碳浓度的自然过程的了解还很有限。各国未来的温室气体排放量，取决于未来的人口、经济、社会等状况，这使得现在准确地预测未来大气中温室气体的浓度相当困难。

第二，目前各种观测站、网在布局和观测内容等方面都存在明显差距，可用于气候研究和模拟的气候系统资料不足。

第三，对气候系统变化的自然控制规律和人类活动的作用规律认识不足，使得气候模式不够完善。