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科技發展對環境的利與弊

氣候變化和人類活動

什麽是氣候變化?

氣候變化是大氣條件長期變化的反映。氣候變化主要代表大氣在各種時間長度上的冷暖或幹濕變化。冷暖或幹濕交替,形成不同的變化周期。但這些變化的周期並不嚴格,壹個周期內的前後階段往往是不對稱的,不同周期的長短可以相差很大。氣候變化是如此復雜的準周期性變化。

氣候變化有很多不同的周期,氣候變化的周期越長,變化的幅度越大。現代數據可以區分若幹年的氣候變化,是研究氣候變率的基礎數據。歷史氣候史料可以反映幾十年到幾百年的氣候變化,是現代氣候變化的重要背景。地質資料可以反映數萬年的氣候變化,給出這壹時期氣候變化的大致趨勢。地質資料和歷史資料雖然是古代資料,但它們反映的氣候變化周期對現代氣候變化有制約作用。

世界上的任何事物,要知道它的未來,必須先了解它的過去,氣候也是如此。在壹個長時期內研究氣候變化是非常有意義的。長期氣候是短期氣候狀態的背景和分析基礎。不知道過去的氣候變化,就搞不清現在氣候的來龍去脈,也就無法了解和評價現在的氣候,預測未來的氣候。

目前我們更關心的是近百年來的氣候變化。近百年來的氣候變化已經可以用氣象觀測數據來表達了。過去壹個世紀全球氣候變化最突出的特征是氣溫顯著變暖。幾乎所有的氣溫觀測記錄都表明,從19世紀末到90年代,全球平均氣溫上升了0.6℃左右,增溫率為0.5℃/100年。氣候變暖導致世界上許多冰川融化甚至消失,全球平均冰川物質平衡為負;在過去的壹個世紀裏,全球海平面也平均上升了15cm,其中壹半估計是海水熱膨脹造成的,另壹半是冰雪融化造成的。70年代以來的衛星觀測表明,自1987年以來,北半球春夏積雪面積減少了10%。這些間接證據也表明,20世紀氣候正在變暖。總的來說,各地的降水總體是波動的。20世紀30-40年代為最暖時期,之後有所下降,80年代上升到第二高溫時期。

中國最近壹百年的氣溫變化與世界平均情況基本相似。20世紀30-50年代氣溫相對較高,之後略有下降,80年代上升到新的高值。根據中國氣象局最近的統計,從20世紀50年代到80年代,中國北方氣溫上升明顯,而長江流域和西南省份氣溫下降。升溫幅度最大的省份依次為黑龍江(0.7℃)、內蒙古(0.83℃)、北京(0.88℃)、河北(0.84℃)、吉林(0.65℃)、遼寧(0.64℃)、山西(0.65℃)等省(市)。四川(-0.92℃)、湖北(-1.09℃)降溫幅度最大。所以近百年來,中國的氣溫變化北方明顯,南方不明顯,甚至有些地方變冷。

人類活動和氣候變化

人類活動是全球氣候系統的重要成員之壹,也是氣候變化的重要影響因素。自20世紀70年代以來,人類活動對氣候變化的影響及其相互關系壹直是研究的熱點。由於最近百年來全球變暖的趨勢,同時科學家們註意到人類排放到大氣中的微量氣體濃度明顯增加,因此它們之間是否存在因果聯系是全世界科學家、公眾和政策制定者關註的問題。

人類出現在地球上後的數萬年發展中,大部分時間都是被動適應生活環境和相應的氣候條件。在此期間,人類對環境和氣候的影響還不夠,氣候在其基本因素的作用下仍在變化。然而,在世界工業革命後的200年裏,地球上人口急劇增加,科技發展和生產規模迅速擴大,人類對環境的破壞和對氣候的影響越來越嚴重,地球表面和大氣的自然狀態遭到破壞。由於砍伐森林和燃燒化石燃料,大氣中的二氧化碳濃度迅速增加,加劇了溫室效應。自20世紀60年代以來,含氯氟烴等微量氣體的增加加速了這壹過程。同時,由於過度放牧,原始森林和自然植被的破壞改變了地表的物理狀況,城市的擴張造成了熱島效應、空氣汙染,平流層臭氧的破壞擴大了南極臭氧洞。這些都直接或間接地改變了氣候系統。目前,這種由人類活動引起的氣候變化已經達到了幾十年到壹百年氣候變化中由自然因素引起的氣候變化的水平。因此,如果不加以適當的規劃和控制,人類活動對氣候的影響將日益加劇,不僅會破壞人類賴以生存的生存環境,還會危及社會的可持續發展。

人類活動對氣候環境的很多影響可以延遲幾十年甚至上百年,而且很難長期恢復。如何評價人類活動對氣候和環境的影響,如何采取有效措施,趨利避害,從而改善人類的生存環境和氣候,保證社會的可持續發展,已成為擺在人們面前的重大問題,也是擺在各國政府面前亟待解決的問題。中國地處世界氣候脆弱帶,全球變暖勢必對中國經濟社會發展產生巨大影響。

人類活動對氣候變化的影響

人類活動對氣候變化的影響不僅直接影響氣候的冷暖和幹燥,而且對生態環境、經濟貿易乃至國際政治關系產生廣泛影響。同時,環境和經濟的變化也會反過來影響氣候變化。可以說,當前的全球氣候變化是人類迄今為止遇到的最復雜的地球系統科學問題之壹。世界氣象組織主持制定的《世界氣候影響計劃》提出了氣候對人類影響的十個研究方向:1。人體健康和工作能力;2.住房建設和新住宅區;3.各種農業;4.水資源開發和管理;5.林業資源;6.漁業和海洋資源;7.能源生產和消費;8.商業活動;9.交通運輸;10.各種公共服務。其中,氣候變化對海平面波動、農業和糧食供應、環境汙染、生態系統變化、淡水資源和人類健康的影響最受關註。

人類活動導致的溫室效應加劇是當前最重要的全球性環境問題之壹。在寒冷地區的農業生產中,為了使蔬菜等作物在寒冷氣候下正常生長,往往建造玻璃(或透明塑料)房,在裏面種植作物。利用玻璃可以讓太陽的短波輻射通過的原理,可以讓室內溫度在白天保持足夠的溫暖。利用室內地面的長波輻射在夜間通過玻璃返回地面的原理,在夜間保持室內溫度溫暖。人們稱這種玻璃房子為溫室。大氣中的壹些微量氣體,如水蒸氣、二氧化碳、壹氧化二氮、甲烷等。,可以起到類似玻璃的作用,即大氣中的這些微量氣體可以使太陽短波輻射的某些波段穿透到達地面,從而使近地層變暖;還能使地面輻射的長波輻射返回地表,從而繼續維持地面的溫度。人們把大氣中微量氣體的這種效應稱為大氣中的溫室效應,具有這種溫室效應的微量氣體稱為“溫室氣體”。據研究,如果大氣中沒有溫室氣體,地表平均溫度將比現在低33℃。因此,這些溫室氣體的存在對於形成今天地表適合生物生存的溫度非常重要。

自工業革命(1750)以來,由於煤炭、石油、天然氣等化石燃料的使用以及森林砍伐和草原破壞的加速,大氣中二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等溫室氣體的濃度分別增加了30%、145%和15% (1999)。很多溫室氣體可以在大氣中存在很長時間(比如二氧化碳和甲烷可以存在幾十年到幾百年),具有變暖效應。因此,它們將長期有效。

近百年全球變暖的證據,除了溫度,還表現在很多方面。近幾十年的觀測記錄表明,從地表到對流層中下部都有變暖的特征,陸地土壤溫度和海面溫度也在變暖。此外,探測數據還顯示,對流層上部和平流層下部正在變冷。此外,全球大部分陸地地區的日最低氣溫都在明顯變暖,因此日較差明顯減小。近百年來,全球海平面平均上升20 ~ 30厘米;全球中高緯度冰雪融化,冰川範圍向高緯度收縮,尤其是北美和歐亞大陸北部,高山雪線也明顯收縮。

氣候變化與經濟和社會發展密切相關。全球變暖對農業生產造成了巨大的危害。在壹些農業生產脆弱的地區,蟲害和幹旱的增加可能會造成糧食減產,從而改變糧食貿易的格局。此外,全球變暖對自然地球生態系統的影響也非常明顯,由此帶來的社會經濟後果將非常嚴重,尤其是對生態脆弱地區。這些地區的社會經濟發展嚴格依賴於自然生態系統,生態系統的變化會對食物、燃料、藥物和建築材料產生影響,危及人類的生存。

全球變暖對水循環的影響在脆弱的幹旱和半幹旱地區更加明顯。例如,在過去的50年裏,中國的幹旱和半幹旱地區明顯幹涸,壹些河流和湖泊幹涸。全球變暖將可能使華北變暖變幹,加劇旱情,使水資源更加匱乏。水循環的改變將改變農業、生態系統和其他方面的用水方式,這將對已經幹旱的地區(如撒哈拉以南非洲)的農業和水力發電產生嚴重後果。壹些脆弱和對水資源敏感的地區可能無法承受這種壓力。

全球變暖及壹系列相應的氣候變化也會對人類健康產生直接或間接的影響。研究表明,隨著全球變暖,夏季高溫日數將明顯增加,心臟病和高血壓患者的發病率和死亡率將增加。氣候的突變,如寒潮的爆發或春季強冷空氣的入侵,都會對人的健康產生影響,尤其是壹些病人和體弱的人。全球變暖導致的病蟲害增加和細菌繁殖對人類健康危害極大。例如,高溫高濕可能導致蚊蠅滋生,導致霍亂、瘧疾和黃熱病的發病率增加。高溫幹旱可能導致壹些傳染病的增加,在人口密集地區危害更大。溫度和降水的變化可能會從根本上改變病媒傳播疾病和病毒疾病的分布,使其向更高的緯度移動,並使更多的人暴露於疾病風險中。由於醫療設備和藥物條件差,許多發展中國家正面臨更大的威脅。

全球變暖將導致冰雪大規模融化和海水熱膨脹,加速海平面上升,改變海洋環流和海洋生態系統,給社會經濟造成巨大損失。全球海平面上升將直接危及低島、低海岸帶、低窪地區和國家。許多城市位於沿海,那裏人口密集,工農業發達。隨著海平面上升,海水可能淹沒農田,汙染淡水供應,改變海岸線。

全球變暖將對人類的生存環境、能源、交通和工業產生影響。人類生存環境對快速氣候變化的潛在響應是脆弱的,世界上壹些三角洲容易受到海平面上升的影響,包括埃及的尼羅河三角洲、孟加拉國的恒河三角洲、中國的長江三角洲和黃河三角洲、中南半島的湄公河三角洲、南美洲的亞馬遜三角洲和美國的密西西比三角洲。海平面上升和海水倒灌也會對巴西、阿根廷和中國沿海人口密集工業區的經濟造成巨大損失。海平面上升:耕地被淹沒會迫使人口大規模遷移,也會影響漁業生產。

適應氣候變化的對策

我們只有壹個地球,這是我們共同的家園。保護人類賴以生存的地球環境是全世界人民關心的問題。氣候變化影響人類生存環境和社會經濟發展,人類活動反過來影響氣候變化。因此,人類活動、氣候變化和環境變化之間存在壹個相互作用、相互反饋的復雜過程,涉及多門學科的交叉;解決與氣候變暖及其影響有關的問題需要多學科科學家、管理人員和政府官員的參與。氣候和環境問題沒有國界。只有世界各國積極參與,在全球範圍內采取壹致行動,妥善處理資源、環境和發展問題,才能通過幾代人的不懈努力,最終實現人類的可持續發展。

面對全球變暖的形勢,我們目前采取的對策主要包括以下三個方面:

首先是減少目前大氣中的二氧化碳。技術上,最可行的是廣泛植樹,加強綠化;停止砍伐森林。通過陽光的光合作用吸收和固定大量二氧化碳。還有其他通過化學反應吸收二氧化碳的方法,但技術上並不成熟,經濟上大規模實施難度較大。

其次是適應,這是無論如何都要考慮的。因此,除了修建海岸防護壩等防止海水入侵的工程技術措施外,還在有計劃地逐步改變當地農作物的種類和品種,以適應不斷變化的氣候。比如日本北部,過去因為夏天太冷不種水稻,或者產量很低。但由於種植耐寒、抗逆品種,即使是最北部的北海道,也不僅能種水稻,而且產量很高。因為氣候變化是壹個相對緩慢的過程,只要能盡早預測到氣候變化的趨勢,就能找到適應性對策並順利實施。

另壹個是減少二氧化碳的排放。1992在巴西裏約熱內盧舉行的世界環境與發展大會上,各國首腦簽署了《氣候變化框架公約》,要求發達國家將二氧化碳排放量降低到2000年1990的水平,並向發展中國家提供資金和轉讓技術,幫助它們減少二氧化碳排放量。因為全球大氣中的大部分二氧化碳都是發達國家在上個世紀排放的。發展中國家首先要擺脫貧困,發展起來。發達國家有義務這樣做。然而,由於《公約》是壹個框架,它不具有約束力。而且二氧化碳減排直接影響到發達國家的經濟利益,所以壹些發達國家不僅沒有減排,甚至還增加了排放,不可能降到2000年1990的水平。在6月5438+0997+2月11結束的《聯合國氣候變化框架公約》第三次締約方大會(日本京都會議)上,發展中國家和發達國家展開了尖銳而緊張的鬥爭。最後發達國家讓步,難產的《京都議定書》終於通過。它規定,所有發達國家應在2010年的1990水平基礎上,減少6種溫室氣體(二氧化碳、氧化亞氮、甲烷和三種含氯氟烴)的排放量5.2%。雖然這與發展中國家要求的2010年減排15%、2020年減排20%的目標相差甚遠,但畢竟是具有法律約束力的國際減排協議。