全球气候变暖

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全球气候变暖是一种长期的气候变化现象,是由于二氧化碳、甲烷、氟利昂等温室气体排放量增加,导致温室气体浓度上升,使得地球大气温度和海洋温度在温室效应的作用下不断上升的气候变化现象。早在19世界末期,知名瑞典物理化学家斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯(SvanteAugustArrhenius)就曾对“无意识的气候变化”做出研究。他指出,大量焚烧煤炭会产生大量的CO2,CO2含量的增加会影响气候的变化。在...

全球气候变暖是一种长期的气候变化现象,是由于二氧化碳、甲烷、氟利昂等温室气体排放量增加,导致温室气体浓度上升,使得地球大气温度和海洋温度在温室效应的作用下不断上升的气候变化现象。

术语来源

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早在19世界末期,知名瑞典物理化学家斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯(Svante August Arrhenius)就曾对“无意识的气候变化”做出研究。他指出,大量焚烧煤炭会产生大量的CO2,CO2含量的增加会影响气候的变化。在20世纪80年代之前,学者还不清楚持续增加的温室气体所带来的温室效应是否会比空气污染中空气微粒的冷却后的效应更强。20世纪80年代,随着气候持续变化对人类生产生活的影响日益显著,全球变暖这个现象被越来越多的人注意到。1955年,美国科学家查尔斯·季林指出大气层中的二氧化碳含量正明显增高。1979年,在首届世界气候大会上,有与会人员拿出了可以证明人类活动影响气候的证明。1988年,被称为“全球气候变暖研究之父”的美国著名科学家詹姆斯·汉森在美国参议院首次提出了“全球气候变暖”一词,自此“全球气候变暖”被更多人熟知。1990年,世界气象组织与联合国环境规划署成立了政府间气候变化专门委员会,“气候变暖”一词被国际社会使用。

研究历史

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早期发现

19世纪,以德国科学家亚历山大·冯·洪堡为代表的科学家们就开始预见到气候变化所产生的影响。,19世纪20年代,法国物理学家让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅立叶提出温室效应,解释了在只考虑太阳辐射的情况下,为何地球的温度会有所升高。他指出阳光对于地球大气层有穿透性,所有阳光可以直达地表并变成热量,但地表反射出的热量不能穿透大气层,所以这些热量是地球温度升高的原因。1856年,尤妮丝·富特证明太阳在二氧化碳玻璃瓶中的热效应最高。她表示,大气中的二氧化碳类气体会给地球带来更高的温度。

尤妮丝·富特发表的《影响太阳光线热量的环境》扫描件

19世纪50年代末,英国物理学家约翰·廷德尔指出,干燥空气中99%的氮和氧对热辐射有穿透作用,而水蒸气以及以甲烷、二氧化碳为代表的气体会将热量吸收并将热量重新射进大气层中。约翰·廷德尔还表示,包括冰河期在内的曾经出现过的气候变化都极有可能是由这些气体浓度变化引起的。

瑞典化学家斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯指出水蒸气会在空气中持续不断变化,空气中的二氧化碳浓度长期受地质活动的影响。他表示,空气中二氧化碳水平的增加会引发空气中水蒸气的增加,并在正反馈循环中放大变暖的作用。1896年,斯凡特·奥古斯特·阿伦尼乌斯发表了自己的xxx气候模型,并指出减半二氧化碳浓度或使气温降低,例如冰河时期。他还表示二氧化碳的倍增会导致温度升高5°C–6 °C。有科学家们对此说法持怀疑态度,他们指出温室效应已处于饱和状态下,二氧化碳的增加并不会对气候产生特别大的影响。他们认为,气候会自我调节。1938年起,英国发明家盖伊·斯图尔特·卡伦达拿出了二氧化碳水平与气温变暖程度正相关的有关证据,然而他的这一观点遭到了很多质疑。

共识达成

物理学家吉尔伯特·普拉斯(Gilbert Plass)创建了一款全新的带有红外辐射传热功能计算机,通过对不同的大气层和红外光谱模型的研究,吉尔伯特·普拉斯发现改变大气中二氧化碳浓度确实可以对地表辐射量造成影响。他于1956年对外宣布,人类活动可以导致全球气温持续升高。1957年,物理学家罗杰·雷维尔(Roger Revelle)指出海洋所能吸收的二氧化碳量低于人类预期。大约在同一时间,澳大利亚科学家汉斯·苏斯(Hans Suess)拿出了实证证明了化石燃料排放的二氧化碳量正在逐年增加,并表示这些二氧化碳被排放到大气后,转而被木吸收。查尔斯·基林(Charles Keeling)对大气中二氧化碳的浓度进行了持续的研究,研究表明大气中二氧化碳水平呈现持续增长的势头,该曲线后被称为“基林曲线”。1988年,詹姆斯·汉森在美国参议院强调了全球气温变化将带来的危险,全球变暖成为世界共识。几乎所有的科学研究都表明全球气候正在变暖,且全球变暖是由人类活动造成的。截至2019年,近99%的研究文献都支持以上观点。随着研究活动日益深入,该共识进一步发展,即人类应立即采取某种形式的行动来保护人们免受气候变化的影响。美国国家科学院呼吁,世界各国必须全力减少温室气体的排放量。

基林曲线

相关观测

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高温记录

进入20世纪以来,全球气温一直呈现明显的上升趋势。2003年8月11日,瑞士格罗诺镇的最高气温攀升至41.5 ℃,打破了1864年来的当地气温的最高记录。2007年,中国龙江省出现了60年来最暖的冬季。2009年1月末到2月初,受极端高温天气的影响,澳大利亚东南部部分地区的最高温度高达43 ℃。其中,墨尔本的最高气温更是在1月30日蹿升至45.1 ℃,气温连续3日高于43 ℃,这是自1855年以来出现的同期最高值。同年4月,印度也出现了异常高温的现象,部分地区的最高温度接近47 ℃。巴基斯坦在同年5月也遭遇了极端高温天气,国内大部分地区连续多日遭遇高温炙烤,东南部地区的最高气温甚至逼近48 ℃。同年6月,印度东部奥里萨邦部分地区甚至出现了近50 ℃的高温天气。同年7月,中国长江中下游及其以南地区的气温飙升,局部最高气温高于39 ℃。欧洲多国在此期间也遭遇了极端高温天气。2010年2月5日,北京南郊观象台观测到的北京当日最高气温高达16°C,这是自1842年以来出现的同期最高值。中国城市的气温也先后创造了历史新高。美洲以纽约很多城市冬季的气温甚至接近夏季的气温水平。2020年,美国纽约全年零雪量,冬天的最高气温高达22°C。被称作是“冰与枫的国度”的加拿大,入冬便上冻的丽都运河渐渐开始不结冰。

现象表现

截止至目前,根据全球多个专业仪器所呈现出的数据显示,全球的气温系统正在持续变暖。在过去数百万年内,人类在冰河时代中繁衍进化,全球的平均气温约为5 °C–6 °C,远远低于现代水平。当然,在这数万年间,也偶有温度突变及飙升的情况出现,如距今5550万年前的古新世极热事件,此次极热事件造成了大量物种的突然灭绝。自18世纪到19世纪中期,很少有净变暖的现象出现。

1950年-2022年全球地表温度

然而,自工业时代以来,全球的气温一直呈现上升趋势。数据显示,1860年-1900年,全球地表温度和海洋温度平均升高了约0.75 °C。自1979年起,海洋的温度上升了0.13 °C。在1930年至1950年及过去的八年间,北半球温带(N30°-65°)地区经历了两个温暖时期,近8年间的还温差要远远高于1930年至1950年的还温差值。

2011年-2021年平均气温与1956年-1976年平均气温的对比

1900年-2005年,全球地表温度较前工业化时代(1850年-1900年)的气温基线升高约0.8°C。2011年-2020年,全球的平均气温比前工业化时代的气温基线升高了0.95 °C–1.2°C。地表温度正在以每十年0.2°C的增幅持续增加,到2020年,地表温度已比前工业化时代高出近1.2°C。有专家表示,未来的100年内,地表温度将上升1.4°C-5.8°C。此外,研究数据还显示,自1950年以来,全球气候变暖使得温热的时间越来越多,寒冷的时间越来越少。

除了空气温度测量仪器,还有其他证据可以让人们清楚地意识到全球温度的变化。通过对自然水循环变化的监测,专家们指出强降水现象的频发、降水强度的激增、xxx冻土的逐步融化、冰川的消融以及大气湿度的缓慢增加,这些现象都可以证明全球变暖正影响着地球。与此同时,植物学家也发现植物在春天盛开的越来越早。对于动植物行为的研究也证明了全球气候变暖正影响着地球。除了这些研究,学者还对于高空大气层的冷却情况进行了深入研究,他们发现温室气体已被困在一道隔层内捕获热量,并阻隔所获热量向外辐射。

不同区域气候变暖的程度与速度皆有不同。根据研究显示,自前工业化时代以来,陆地地区地表温度的增幅远远高于全球平均地表温度,其上升速度大概是全球平均地表温度的两倍之多。究其原因,海洋容热性要远远高于陆地,海洋可以蒸发掉更多热量。自20世纪70年代以来,全球气候变暖一直处于上升的趋势,其中90%的热量储存在海洋中,其余10%散在大气层中。这些热量增加了大气温度并融化了冰川,使陆地的温度上升。

1950-2020海洋热含量变化情况

此外,南北半球与南北两极的气候变暖速度也有所差异,北半球及北极的气候变暖程度与速度要远远高于南半球和南极。与南半球相比,北半球不仅有更多的陆地,还有大量的季节性积雪和海冰。当冰雪融化时,大量的热量会被吸收,导致温度上升。与此同时,北极冰中的黑碳也是北极变暖速度高于南极甚至高于其他地区的原因之一。

气候模型

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气候模型是对气候变化进行模拟的研究模型,它旨在研究物理、化学、生物等因素对气候变化产生的影响,例如研究地球轨道活动变化、太阳活动的历史变化和火山作用力是如何影响气候变化的。考虑到气候变化的反馈强度,该模型还被用于预测温室气体排放对未来全球变暖的影响程度、海洋洋流及地表与大气间的碳流。模型的物理真实性可以通过对它们模拟当代或过去的气候的能力来检验。

随着对气候问题的研究逐渐深入,气候模型也有了极大的发展。例如,在IPCC在2007年发布的报告中,IPCC对选定的未来二氧化碳排放场景运行了超过20个独立的大气-海洋环流模型。根据此模型,IPCC得出了到2100年,全球的平均地表温度可能上升1.1°C至6.4°C。此外,以NCEP、CPC太平洋盆地耦合目行为代表的耦合综合大气模型(COAGCM)被认为是研究气候模拟系统的重要组成部分。

藕合综合大气模型算出的在2°S和2°N指尖沿着赤道年平均海温

据调查,过去的气候模型低估了北极的收缩速度,也低估了降水频率和强度的增速。20世纪90年代后期海平面上升的情况在过去的模型中也被低估。2017,美国发布了《国家气候评估报告》,报告指出现今使用的气候模型可能仍然低估或遗漏了一些气候反馈过程。此外,气候模型可能无法对短时间内区域的气候变化进行充分预测。

与此同时,气候模型还可以将社会因素添加到简单的物理气候模型中,就社会因素对全球气候变暖的影响进行研究。这些模型可以模拟人口、经济增长和能源使用与气候相互作用的模式,并研究这些因素是如何对物理气候造成影响的。除此之外,此类气候模型还可以模拟未来温室气体的排放。它将被用于物理气候模型和碳循环模型中以分析及预测未来大气中温室气体数值的变化。

IPCC组织在第六次评估报告中指出,若全球能将温室气体排放总量控制在一个较低的水平,到21世纪末,全球气候变暖的水平很有可能降低到到 1.0 °C -1.8 °C。若温室气体排放总量控制在中间量,全球变暖的水平会在2.1 °C-3.5 °C。若温室气体排放总量得不到控制并处于高排放状态,那么全球气候变暖的水平会将达到 3.3 °C-5.7 °C。

碳预算可以通过对碳循环以及气候对温室气体的敏感性研究来确定。IPCC委员会指出若从2019年开始全球能将二氧化碳排放量压低至4200亿吨或5700亿吨以内,那将有超过66%的可能性实现将全球变暖的幅度会保持在1.5 °C以下。然而,此种说法存在着严重的不确定性,xxx冻土和湿地释放的甲烷可能会刺激二氧化碳减少1000亿吨左右。然而,截至目前,人类对化石燃料资源的严重依赖导致无法通过限制化石燃料的使用去限制碳排放。根据世界气象组织的调查显示,在未来的几年中,全球的平均气温极有可能上升至1.5°C以上。

出现原因

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引发全球变暖现象出现的原因既有自然原因,也有人为原因。自然方面,地球的气温不仅会随着其自身周期性的规律转动而发生改变,还会随着火山和太阳的不规则运动发生变化。然而,政府间气候变化专门委员会在对所有研究报告及模型进行了研究和分析后,指出这些现象对全球变暖的影响远少于人类活动对气候的影响。在人为因素中,引发全球气候变暖的最主要的原因是温室气体的大规模排放。工业xxx明后期,为了大力加快国家工业化进程,大量的化石燃料被燃烧、大规模的森林资源被毁坏,这些人类活动导致了大量的温室气体被排放,诱发了温室效应的产生及快速发展。目前学界的共识是“全球变暖存在,且人类活动极有可能是导致全球变暖的主要原因”。

有害气体的排放导致全球变暖

地球运转

地球自身的气候系统会经历各种周期性变化,这些周期性的变化大多会持续数年、数十年甚至近百年。此外,地球周期性公转轨迹也会对气候变暖产生一定的影响。地球绕太阳周期性旋转,轨道为椭圆形,日地距离呈现周期性变化。日地距离的平方数值小,太阳辐射相对较弱;日地距离的平方数值高,则太阳辐射较强。科学家们研究发现,地球温度的高低变化有着一定的规律。

气候变化驱动因素(来源于《Potential Surprises: Compound Extremes and Tipping Elements》)

温室气体

温室气体对太阳光线具有极强的穿透性,可以使太阳光线直接穿过大气层加热地球表面。地球将太阳光以长波辐射的形式辐射出去后,温室气体又将地面辐射出的红外线吸收。这种吸收减缓了热量从地球流逸出去的速度,并将所有的热量困在地表,使地表持续变暖。影响全球气候变暖的温室气体主要包括二氧化碳、甲烷、氟利昂和氧化亚氮等气体。自工业xxx以来,人类大量开采并焚烧以煤、石油天然气为代表的化石燃料。这些活动xxx增加了大气中温室气体的含量,直接导致热辐射不均衡现象的出现,也释放了大量大气中原本存在的温室气体,例如氟利昂、氟氯烃等氟化物。

1880年来二氧化碳的主要排放来源(来源于《Potential Surprises: Compound Extremes and Tipping Elements》)

为了加速工业发展进程,越来越多的国家加大了温室气体的排放量。1980年,全球二氧化碳排放总量为50亿吨。2004年,全球二氧化碳排放总量已超过73亿吨。据调查,在2000年-2004年间,全球二氧化碳的排放总量正以每年3.2%的增幅递增。2019年,全球人为温室气体的排放量相当于590亿吨二氧化碳排放量。在这些温室气体中,75%是二氧化碳,18%是甲烷,4%是氧化亚氮,2%是氟化气体。数据还显示,在2019年,大气中二氧化碳和甲烷的浓度值比1750年的平均水平分别提高了48%和160%。这些数据都表明了在近20余年里,二氧化碳以及甲烷的排放量xxx提高,并在快速增长。专家警告,二氧化碳的大量排放将刺激全球气候变暖速度的加快。

二氧化碳的排放主要来自于燃烧化石燃料。为了给制造业、电力业、运输及供暖等行业供能,大量的化石燃料被燃烧。除此之外,工业生产也会产生大量的二氧化碳,例如水泥的制造。除了海洋、永冻层等自然环境会产生甲烷的排放外,牲畜畜牧、粪便、垃圾处理、煤炭开采等活动也会产生甲烷气体的排放。氟化气体主要来自于工厂废气排放、废水及工业矿石等。

气溶胶和云

溶胶形式为主的空气污染会影响辐射的平衡。人类大量燃烧化石燃料及生物燃料产生了大量的悬浮微生物酸盐气溶胶。在这些悬浮物的干扰下,1961年-1990年间,可观测到的到达地表的太阳光量持续减少,引发了全球变暗现象的出现。气溶胶粒子可以吸收及散射太阳辐射,直接影响全球气候。

此外,气溶胶还通过影响云势而影响温度变化。硫酸盐气溶胶起到凝结核的作用,导致云中附着大量的云滴。这些云滴对太阳辐射的反射率要远远高于液滴。气溶胶的间接影响被看做是辐射强迫中xxx的不确定性。目前,由于国际社会对污染进行了有效的治理,气溶胶水平呈下降趋势。

森林骤减

森林植物具有很好的吸热、蒸腾水分作用,可以大量吸收二氧化碳等温室气体。森林覆盖面积越高,对气温的调节作用越强。据悉,当城区内的森林覆盖面积达到50%时,大面积的森林覆盖可降低13%的气温。自工业xxx以来,为了开垦出大量的农田,人类大量的砍伐树木、开垦土地。联合国粮农组织发表的《2015年全球森林评估报告》中指出,在20世纪90年代,世界范围内的森林面积正以0.18%的速度减少,每年约有超720万公顷森林被破坏。该报告还指出,2010以后,由于政策支持,森林减少的速度正在放缓,然而,每年森林资源减少的规模仍超300万公顷。据联合国环境规划署报告,因为人类无节制的砍伐森林资源,全球范围内的森林覆盖率已减少了50%,热带雨林已减少了59%。砍伐森林时,树木自身会释放二氧化碳,还会阻止树木吸收更多的二氧化碳。

2001年来全球树木覆盖率的损失率

与此同时,一个地区的植被种类也影响着太阳光线的反射率及热量的蒸发量,从而直接影响该地的气温。据联合国粮食农业组织报告显示,森林退化进程的加剧降低了森林的固碳能力,推进了全球气候变暖的进程。

太阳和火山活动

太阳是地球的主要能量来源,太阳入射光线的变化会直接影响天气系统。从17世纪早期,科学家们就开始对太阳活动进行间接监测。根据调查显示,在过去的几百年内,到达地表的太阳能量并未呈现出明显的上升趋势。火山爆发是工业时代xxx的自然力量。它虽会对全球的温度趋势产生暂时的影响,但此影响对全球温度的影响可以忽略不计。

交通污染

到目前为止,大部分的汽车都以石油产品为主要燃料。每燃烧一千克的石油产品,就会产生3.08千克的二氧化碳。与此同时,以汽油为代表的石油产品燃烧时还会产生大量的二氧化硫和氮氧化合物。这些气体在空气中会转化为硫酸以及硝酸,并诱发酸雨的形成。

除了汽车以外,航空业也是影响全球气候变暖进程的一个重要原因。据调查,世界范围内的航班每年会对空排放约为3亿吨的温室气体,包括二氧化碳和氧化氮。这些温室气体不仅会加强温室效应,还会对臭氧层造成破坏。1963年9月23日,《纽约时报》发表社论,社论指出喷气式飞机“有很大概率改变沿途气候”。科学家们也指出,超音速飞机群排放尾气的行为与火山爆发一样,会对大气平流层造成严重的损害。专家表示,航空业所造成的温室效应远远高于陆地产生的温室效应。

气候反馈

水蒸气反馈、冰反照率反馈和云的净效应将热量从下面反射回来,使地球变暖;北极地区积雪和海冰的融化,这降低了地球表面的反射率,多的太阳能量现在被这些地区吸收,导致北极温度变化的放大。北极也正在融化xxx冻土,这将甲烷和二氧化碳释放到大气中。 气候变化也会导致湿地、海洋系统和淡水系统释放甲烷。

土地问题

良好的植被覆盖不仅可以防止水土流失,还可以保持土壤的活力。然而,为了获取木材以及获取更多可支配土地,人类大量砍伐树木、开垦土地。这些行为直接导致了土壤侵蚀及土地沙漠化现象的产生。据悉,全球范围内平均每分钟有10公顷的土地将出现类沙漠化改变。土地沙漠化改变极大程度的刺激了全球气候变暖的加剧。

酸雨问题

工业xxx后,随着二氧化硫和氮氧化物等酸性物质的大量排放,酸雨现象频繁发生。酸雨不仅会损坏森林植被,还会造成土壤贫瘠现象的产生。酸雨的形成及发展也刺激了全球气候变暖的加剧

后果影响

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全球气候变暖所带来的影响是广泛而深远的。环境方面,全球气候变暖对海洋、冰川等环境资源造成或缓慢或急速的影响。自1950年起,干旱和异常高温同时出现的频率大幅度增加,在印度和东亚,季风期间的极端高温干燥情况大幅度增加。,世界范围内,飓风、台风等灾害的发生概率明显增加,它们所带来的降雨强度和降雨范围也随之增加。与此同时,全球气候变暖带来了冰川消融进度的加快,全球海平面正在急速上升。生态系统方面,全球变暖将使以亚热带沙漠为代表的全球干旱地带进一步扩大,更多的物种将向极地和更高海拔地区迁移,现有的生态系统极有可能发生突变,许多物种或将面临提前灭绝的风险。此外,湖泊面积将日趋收缩,湖泊水体的含盐量将持续增加,湖泊将逐渐变为盐湖。除了这些,全球气候变暖还会对全球(尤其是发展中国家和贫穷国家)各国造成严重、普遍且不可逆转的影响的影响。一方面,全球气候变暖使得病菌在温暖的气候中更容易传播,发病率和致死率都明显增加,严重威胁着全人类的建康。另一方面,全球气候变暖直接导致了粮食欠收,玉米小麦大豆等等产品的产量大幅度减少,这可能导致全球近1.83亿人面临饥饿的风险。

冰川消融

全球气候变暖直接导致河流的结冰期减少,冰川将随着温度的升高而退缩并融化。有研究表明,若全球气温升高幅度逼近2°C,北冰洋的升温幅度将在3.2°C-6.6°C之间。在这样的情况下,北冰洋的冰盖将会持续消融。据调查,1950年至2000年,北半球海冰面积已缩减了10%-15%。1970年-2000年,北冰洋的海冰厚度缩减了近40%。南极洲和格陵兰岛拥有大规模的淡水冰,两地淡水冰的总量占全世界淡水冰的98%以上。专家研究表明,一旦格陵兰岛上的冰盖完全消融,全球的海平面将大面积上升,上升高度将逼近7米,大量海滨国家将会被淹。

南极二氧化碳浓度记录

国际冰雪委员会指出,喜马拉雅地区的冰川正在以极快的速度倒退,世界范围内的其他冰川也在持续性的消融。如果任由这些冰川持续快速的消融下去,那么这些冰川极有可能会在2035年前彻底消失。即使冰川融水会在百年之内消融,它给人类社会带来的灾难也是无法估量的。

冰川消融

除此之外,冻土的面积也在全球气候变暖的作用下慢慢缩减。以青藏高原为例,随着冻土的季节性融化的加深,青藏高原上的冻土面积将急速缩小,超过80%的冻土将消退。

海平面上升

在全球气候变暖及温室效应增强的作用下,南北两极的冰雪持续消融,海水温度不断升高而缓慢膨胀。在这两个因素的作用下,海平面将持续上升。根据对联合国政府间气候变化专门委员会发布的《 排放情景特别报告》所有场景进行的研究推演,专家指出从1990年至2100年,全球海平面的平均高度将升高9-88cm。

海平面上升导致房屋被淹

海平面的上升直接影响到海岸附近的生态系统(盐沼、珊瑚岛等),并对沿海一带的经济发展造成巨大的打击。海平面上升会增加海水倒灌、洪涝灾害等风险,严重威胁着沿海区域内百姓的人身及财产安全。与此同时,全球变暖引发的海水升温会直接导致海洋生物的死亡。

极端天气增加

受全球气候变暖的影响,高温、旱涝、极端强降水、台风等极端天气出现的频率将明显增加。极端天气频现将导致洪水、山体滑坡泥石流等自然灾害发生概率的增加,对农业生产及人民的生产生活造成严重的影响。自2000年以来,登陆中国的台风强度显著增强,洪涝灾害发生频率明显上升。与此同时,华北、东北、西南地区的干旱日数较之前分别增长了37%、16%以及10%。2013年7月28日,德国突降冰雹。冰雹的直径达5-8厘米,长时间的冰雹造成了大量的人员伤亡及财产损失。8月,日本局部地区出现了持续的高温现象,最高温度高达40°C,近9800人因暑热入院,其中17人死亡。

极端天气

极端天气导致伦敦地铁站被淹

湖泊萎缩

在全球气候变暖的背景下,在降水量减少而温度升高的情况下,如果未来湖泊内的水体蒸发速度持续加快,湖泊面积将日趋收缩。在入湖来水量不发生改变的情况下,湖泊水体的含盐量将持续增加,湖泊将逐渐变为盐湖。

湖泊萎缩

粮食问题

全球气候变暖所引起的气温上升及降水量变化将直接影响农作物产量和农作物的分布,农业耕种活动将受到影响。受全球变暖的影响,土壤的固碳能力将会xxx削弱。科学家们研究发现,截至目前,全球约有33%的土壤发生了退化,并直接导致了土壤活力及生产力的下降。在此情况下,可耕种的农田及可种植的作物都呈现出下降的趋势。

非洲多国粮食问题持续加重

据了解,1981年至2010年间,全球的玉米、小麦、大豆等农作物的产量急速下跌,其他主要农作物的产量也受到了严重影响。全球粮食系统的安全性和稳定性正在面临巨大的挑战。因粮食问题引发的国际性动乱事件将会增多。科学家们还指出,预计到2050年,每年将有超过50多万人死于食物供应不足,以低收入人群为主的近1.8亿人将面临饥饿的风险。

生态系统

在全球气候变暖的作用下,南极冰架崩解的速度急剧增加,生物多样性及植被分布正经历着持续的变化。全球变暖导致生态系统的特征逐渐消弭,为了适应生存,物种会大量迁徙至新的生态系统中,原有的生态系统平衡会被破坏。专家指出,有80%的物种的活动区域将转向两极或更高的纬度,在物种转移的过程中,或将出现“物种难民”。例如,有一种候鸟,每年夏季都要从澳大利亚飞到中国的东北部地区。受气候变暖的影响,夏天被延长,这种候鸟在中国东北部地区停留的时间变长,从澳大利亚飞出的时间也相对延后。受此变化影响,这种候鸟食用的害虫得不到消灭,大量的森林被害虫破坏。

生物的生存环境被破坏

企鹅大规模迁徙

此外,大量的物种迁徙会导致新物种系统的不断出现,生态结构、生态分布将会持续发生变化,一些物种将会因为无法适应新的生态环境而提前灭绝。据悉,近些年来,北极哈得逊湾的结冰期较30年前缩短了近3个星期,南极的冰盖急速融化,南极的企鹅与北极的北极熊的生存环境岌岌可危。

人类健康

全球气候变暖会导致全球出现异常高温和异常低温的现象,将造成大量的人员伤亡。据研究,全球范围内约有7.7%的死亡事件与异常高温和异常低温有关。郭玉明教授及其团队在对2000年-2019年间全世界的死亡率和气温情况进行了仔细的对比研究后发现,异常气温会诱发心、肺等重大疾病的发病。

受全球气候变暖的影响,大多数“喜热病菌”在高温下存活的时间和空间明显增加,很多区域类病毒的活动范围将扩展到全世界。 疟疾、淋巴腺丝虫病、血吸虫病、霍乱、黑热病、登革热等热相关疾病的传播区域日趋扩大,发病率和致死率都明显增加,严重威胁着全人类的建康。与此同时,昆虫的活动范围及活跃时间都明显增加,虫媒传染病的发病率及传播区域也将明显增加。此外,空气中悬浮的颗粒物逐渐增多,风速减弱直接削弱了大气自身的净化能力。

非洲诸国爆发的霍乱疫情

此外,科学家们还发现,随着两极冰山的融化,冰山内驻留的大量微生物及有害物质将被释放出来。这些物质包括杀虫剂DDT以及氯丹在内的致癌物质。科学家们指出,到2100年,全世界50%-75%的人类将面临极端气候带来的直接及间接威胁。

政治经济

全球气候变暖将为全球带来严重的经济损失,若不加以制止,它会造成更加严重的灾难性后果。世界银行预测,在2030年,全球气候变暖将导致1.2亿人面临贫困危机。专家预测,在最坏的情况下,全世界将有将近33%的人在极热和不适宜居住的气候环境下生存,生存环境的气候或将类似于撒哈拉沙漠的气候。这些因素将会推动环境移民的发展。此外,对于自然资源的争夺也将不断加剧,更多的人将面对无家可归的局面。

全球气候变暖将加深全球经济的不平等,并会将此不平等一直延续下去。最受此影响的地区将发生在撒哈拉以南的非洲地区,因为那里的本地人严重依赖于自然生态系统和原始农业资源。然而,这些地区的排放量往往很少。若是对所有国家都采取同样的气候改革要求,不平等问题就将会出现。全球气候变暖的治理是所有国家都应该参与进去的。然而应对全球气候变暖所制定的一系列法规却损害了一些化石燃料出口国的经济利益

小结

世界卫生组织指出,提升国际防洪能力以及普及抗旱植物的种植虽可在一定程度下减缓气候变暖的影响,但它们的作用是极其有限的。如果各国不联合起来采取更有效的措施协同抑制全球变暖发展进程,那么社会和生态系统将会面临更严重的损害,全球气候变暖问题将会变成21世纪全球健康的xxx威胁。

治理方法

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国际合作

1972年,联合国人类环境会议在瑞典首都斯德哥尔摩召开,它被看作是国际社会正视环境问题的开始。在1979年2月召开的xxx届世界气候大会上,各国代表就“气候与人类”议题进行了深度讨论,并发表了声明。声明指出人类为了扩大活动区域所做的一系列活动已对全球气候与环境造成了严重的影响,各国必须协同合作,重视气候变化对人类社会的影响,并制定新的人类社会发展规划。

1985年10月9日至15日,联合国环境规划署、世界气象组织和国际科学会委员会联合举办了菲拉赫气候会议,该会议主要探讨了包括二氧化碳在内的所有温室气体对气候的影响,正式决定就以二氧化碳为代表的温室气体对气候的影响进行监测。

1988年11月,世界气象组织和联合国环境规划署共同建立了联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)。截至目前,该组织已对全球气候变化以及其带来的影响进行了多次的评估,为全球气候变暖的研究提供了理论和数据支持。

1992年5月9日,《联合国气候变化框架公约》被通过。该条约规定,签约各国必须协同努力,将温室气体浓度保持在平稳的水平上。截至目前,几乎所有的国家都是《联合国气候变化框架公约》的缔约国。《联合国气候变化框架公约》的主要目标是阻止人类活动危害全球气候系统。该合约要求各国必须协同合作,将温室气体浓度维持在适合生态系统、农业生产以及经济发展的水平上。公约本身并未限制温室气体的排放,只是为各国提供了一个环保框架。研究表明,自该公约签署以来,全球范围内的温室气体排放水平有所提高。

1997年12月1日至11日,在日本东京举行的公约第三次缔约方大会上,《京都议定书》被发布。《京都议定书》以国际性公约的形式对发达国家的二氧化碳等温室气体的排放量加以限制。77国集团在会议期间提出要求,由于发达国家温室气体的排放量远远大于发展中国家,发达国家应带头减少温室气体的排放量。而发展中国家因为自身需求,不得不排放更多的温室气体。

2009年,联合国气候变化大会制定了《哥本哈根协议》,此协议被包括77国集团在内的贫困国家所拒绝,该协议并未被通过。该协议呼吁将气温升高幅度压低在 2 °C以下。此外,会议还提出设立绿色气候基金,并在2020年以前每年向发展中国家发放1000亿美元助其缓解和适应气候变化所带来的一系列困难。截至2020年,只有833亿被交付。

2016年,175个国家在法国巴黎签署《巴黎协定》,该协定为2020年后各国的气候管控行动提出了指导性意见。它指出,全球各国今后的主要目标是将全球气温的涨幅控制在1.5°C以内,并将全球气温的涨幅限制在高于前工业化时期水平的2.0°C以内。该协定还规定,直到2030,全球温室气体的排放量要降低至400亿吨。据了解,截至11月1号,已有92个缔约国批准了该协定。

2021年10月31日,二十国集团xxx第十六次峰会以视频会议的形式召开,会上,各成员国一致同意将全球平均气温上升的幅度限制在1.5°C以内。

政策支持

截至目前为止,大量减少温室气体排放的政策、法律法规已经出台,它们为缓解全球气候变暖起到了相当大的作用。据了解,2017年,全球化石燃料的直接补贴将近3190亿美元,若将其他间接花费计入其中,那花费将高达5.2万亿美元。专家指出,若是终止这些活动,全球二氧化碳的排放量将减少28%,因空气污染致死的事件也将降低46%。从化石燃料补贴上节省下的资金可用来支持向清洁能源过渡。截至2019年,全球多国已对二氧化碳排放定价,并对全球20%的温室气体排放活动收费。此外,有国家还对公用事业单位再生能源的使用提出了硬性规定。

减排回收

降低温室气体排放量是目前全球公认的最有效的减缓全球气候变暖的方法。为了将全球气温上升的速度限制在1.5 °C以下,到2050年,全球温室气体必须实现零排放。为了实现这一目标,各国必须对能源、建筑、交通、房地产、轻重工业等领域进行大刀阔斧的改革。此外,联合国环境规划署还指出,为了实现1.5 °C的目标,按照《巴黎协定》的有关要求,各国必须大幅度的降低温室气体的排放量。

可再生能源

以太阳能、风能水力发电生物能源热能为代表的可再生能源是缓解全球气候变暖的关键性因素。据统计,在2018年,化石燃料占全球使用总能源的80%,剩下的20%分别为核能、生物能源、风能、太阳能和地热能等可再生能源。可再生能源可以不受供应限制的提供能量,并且不会产生任何二氧化碳的排放。

近年来,各国政府正在大力发展可再生能源。据统计,2000年至2011年,全球的风力发电量共增加220GW,太阳能光伏电池的容量增长约65GW。此外,在全球许多国家,太阳能发电和风能发电被公认为是最便宜的新能源发电形式。与此同时,核能与水力发电也在全球范围内广泛运用。此外,各国都在努力实现碳中和。预计到2050年,煤炭等高污染燃料将被彻底淘汰。

在未来,可再生能源也将被用于供暖和运输行业。通过热泵技术的应用,供暖行业可以逐步脱碳。为了减少尾气的排放,以内燃机为主要燃料的汽车需要替换为电力汽车。与此同时,更多人也开始选择绿色的出行方式,例如骑自行车或者步行。对于航空业来说,低碳燃料的使用可以xxx减少温室气体的排放。

适应能力调整

适应能力调整是指人类在充分了解当前气候情况及可预测到的气候变化对人类社会产生的影响后所进行的自我调整过程。在全球气候变暖现象无法抑制的情况下,在严重的、广泛的、不可逆转的风险下,人类必须调整自身的适应能力。面对越来越多的潜在气候风险,人类需要更多的变革性适应调整,完成这些变革性的适应调整往往需要极为昂贵的代价。受地域、人口、经济等因素的影响,不同国家、不同地区对气候变化的适应能力不同,发展中国家对气候变化的适应能力低于发达国家。21世纪初期,很多低收入国家及中等收入国家都已投入了大量的人力财力去发展当地的基础卫生设施和电力设施,这些国家对气候变化的适应能力有所增加。然而由于资金不足等原因,这些国家的适应能力远远落后于高收入国家。

伴随着海平面上升问题的加剧,为了适应此危机,人类除了提高防洪能力外,还要学会在洪灾来临时如何有效撤退。面临未来有可能出现的异常高温现象,解决异常高温给人类带来的影响极受经济收入的影响,靠避免高温劳作及空调的使用并不适合所有人,特别是穷人。

农业方面,适应能力的调整包括转而食用可持续饮食、通过基因改良实现作物耐热性的提高、土地防侵蚀技术的研究等方法。大力推进植树造林,红树林的种植可以对风暴的缓冲起到有效作用。对气候适应能力的培训教育、完善的预警系统及有效地转移避险也被看做是有效的适应方法。

人为干预可以帮助生态系统适应气候变化,可以提前将物种迁移到更适合它们居住的气候环境区。自然区和半自然区的保护及重建可以帮助物种适应生态环境。这些提高生态环境适应能力的举措不仅有助于物种的适应,还可以为人类提供一个更加适宜生存的生态环境。举例来说,拓宽河流不仅可以给河流更多的空间储存更多的水量,还可以减少洪灾发生的概率。

适应气候变化与缓解气候变化既是相互协同的、也是相互制衡的。提高粮食产量对适应气候变化与缓解气候变化都是有利的,二者互为协同。空调的使用使人类可以更好地适应暑热,却同时增加了能源需求。密集型城市的发展可能对减少温室气体的排放起到一定的作用,但它会增加城市的热岛效应,使得温度升高,制约气候变化的缓解。

节能

降低能源需求也是减少温室气体排放的重要手段之一。更少的能源消耗不仅会为清洁能源带来更大的发展空间,还能xxx限度的限制碳密集基础设施的发展。然而,此战略并非适合于所有行业。因此在节能的同时,对现有产品的更新改造尤为重要。提升电机的供热效率、研究低耗能产品可以极大程度的节能减排。

农业林业

减少食物和农产品的需求、减少农业生产过程中产生的温室气体排放、提高土地的生产力、保护及恢复林业等措施可将农业和林业的温室气体排放量降到最低。为了保护林业资源,全球的非法砍伐必须被禁止,植树造林项目必须被大力发展。

碳封存

森林不仅对气候的恢复有着极好的作用,还可对温室气体进行封封存。大规模的植树造林可以增加天然碳汇,使更多的二氧化碳被吸收封村。沿海湿地、草原也可以对碳进行封存。农民可以通过减少耕作频率强度以及使用肥料改良土壤的方式促进土地自身的碳封存。此外,通过科技手段将二氧化碳封存起来并进行压缩、储存或者掩埋也可实现二氧化碳与大气分离。此技术与生物能源技术相结合,可以实现二氧化碳的负排放。但它的成本相对比较昂贵。在本世纪中期,碳封存技术将对限制二氧化碳的排放起到至关重要的作用。

取得成果

编辑

2019年,英国议会宣布进入“气候紧急状态”。在它之后,各个国家纷纷效仿。同年,欧盟宣布进入“气候和环境紧急状态”。欧盟委员会通过了《欧洲绿色协议》,协议表示欧洲的目标是在2050年实现碳中和。此后,亚洲各国也作出类似的承诺。韩国和日本承诺在2050年实现碳中和,中国表示将在2060年前实现碳中和。2011年,欧盟委员会发布“减碳55”法案,该法案对欧盟各国的汽车行业提出了指导意见。根据该法案规定,2035年起,欧洲市场上的新车必须都是零排放汽车。印度政府也对可再生能源的开发制定了一系列激励措施。然而,印度政府也在制定大规模扩大煤炭使用的计划。越南表示,将在2040左右尽快淘汰煤炭。截止到2021年,根据48个《巴黎协定》缔约国所提供的气候改进进度来看,温室气体的排放量已比2010年下降约0.5个百分点。《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)第二阶段会议于2022年12月19日凌晨通过了“昆明-蒙特利尔全球生物多样性框架”(简称“框架”),各缔约国就资源调动、遗传资源数字序列信息(DSI)等议题达成了共识,并决定设立‘框架’的基金。

舆论争议

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全球气候变暖问题在20世纪80年代末引起了公众的广泛关注。然而,对于全球气候变暖的认识理解,民众存在着显著的的差异,该差异体现在地域、性别、年龄和政治面貌上。据调查,受过高等教育的人、女人和年轻人更重视全球气候变暖现象,他们相信气候的异常变化对于人类来说是重大的威胁。调查还发现,不同国家对全球气候变暖的关注也各不相同,二氧化碳等温室气体排放量较大的国家很少关注全球变暖问题。 调查还发现,民众对全球气候变暖的担忧程度与民众对气候变化政策的支持度成正比。

支持论说

学术学者

2010年,斯坦福大学教授威廉·安德雷格所在团队曾对超过1300名气候学家进行了调研。研究显示,在所有积极从事气象学研究的气候学家中,97%-98%的人都支持人类活动影响全球气候变暖这一观点。2013年,学者约翰·库克曾对4014篇涉及到全球气候暖问题的学术论文进行了分析研究。研究表明,在所有的学术论文中,超过97%的论文支持人类活动引发全球气候变暖的观点,只有2%的论文支持人类活动与全球气候变暖现象无关这一观点。此外,为了更好地了解学术界对全球气候变暖问题的看法,库克通过邮件形式征求了1189名气象学家的意见。有97.2%的气象学家回复并支持人类活动影响全球气候变暖这一观点。

科学组织

2004年,非政府国际北极科学委员会对外发表了《北极气候影响评估》报告,对人类活动造成全球气候变暖产生的这一观点表示支持。2017年,美国国家海洋和大气管理局与美国全球变化研究计划组织共同对外发表了《气候科学特别报告: 第四次国家气候评估》,该评估报告认为截至目前,没有任何可靠的证据可证明除人类活动外有其他因素导致了全球气候变暖的产生。截止至2022年,IPCC组织已经对全球气候变暖趋势做出了5次测评,结果皆表示人类活动引发并加剧了全球气候变暖现象,美国科学院、世界气象组织、世界卫生组织、澳 大 利 亚地质学会、加拿xxx气与海洋学会等大部分的国际组织都对这些测评结果表示支持。

反对论点

2012年,16位科学家在《华尔街日报》上共同发表文章,对二氧化碳导致全球变暖一说提出质疑。他们认为全球气候变暖并不是科学的论证。2011年9月份,诺贝尔奖得主、物理学家伊瓦尔·贾埃弗宣布退出美国物理学会并表示由于他无法认同美国物理学会声明中的一些说法,所以他不再延续会员资格。美国参议员詹姆斯·英霍夫编写了一本名为《xxx的骗局:全球气候变暖阴谋如何威胁你的未来》的书籍,书中他对气候科学的有效性提出了质疑。威廉·哈珀博士指出,由于世界一直处在二氧化碳缺乏的状态,所以更多的二氧化碳对世界是有益的。

2003年,编辑克里斯·德弗赖塔斯博士在学术期刊《气候研究》(Climate Research)中发表了一篇与政治导向相左的文章,德弗赖塔斯表示,若是要以过去千余年的气候情况为基础研究当今的气候变化,那么近期的气温异常变暖并非是异常现象。他的这一观点遭到了国际范围内大批全球变暖论支持者的抨击,大家都要求撤销他的编辑职位和大学教职。

人类无罪说

前美国国家大气海洋顾问委员会副主席辛格指出气候的变化与人类行为没有任何关系。美国非政府间国际气候变化专门委员会也指出全球气候变暖并非人类造成的。一些专家学者也指出全球气候变暖是在地球规律转动周期及自然因素的影响下形成的,人类对于气候的影响可忽略不计。

证据不足说

加拿大气候学博士蒂莫西指出并没有可靠的数据表明全球气候正在异常变暖,他甚至对“地球恒温”说表示怀疑。专家学者们还对二氧化碳浓度是否能影响全球气候表示怀疑。学者钱维宏指出,没有任何数据可以证明全球气温与二氧化碳浓度有任何关系。

抗议活动

2018年,瑞典女孩格蕾塔·通贝里多次静坐在瑞典议会大厦门前。她手举“为气候罢课”的标语对瑞典政府在减排工作上的不作为表示抗议。此事件迅速被国际社会知晓,并掀起了一场“为气候罢课”热潮,世界各地有近1400万名学生走上街头,参与到格蕾塔·通贝里发起的“周五为明天”抗议活动中。

影视作品

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《后天(The Day After Tomorrow)》是由著名导演罗兰·艾默里奇执导,杰弗利·纳赫马诺夫、罗兰·艾默里奇执编,杰克·吉伦哈尔、丹尼斯·奎德等一众著名演员出演的一部科幻灾难影片。该片讲述了在全球气候变暖的影响下,地球其后发生了异变,各种灾难接踵而至,全球陷入到另一个冰期的故事。该片于2004年5月17于墨西哥首映,并于2005年荣获了第58届英国电影学院奖最佳特殊视觉效果奖等多个奖项。

《难以忽视的真相 (An Inconvenient Truth)》是一部由戴维斯·古根海姆执导,美国政治家阿尔·戈尔执编并参演的有关环境保护的纪录片。该片讲述了一个普通公民为推动环保事业做出了一系列不懈努力。该片于2006年1月24日在圣丹斯电影节上上映。

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词条目录
  1. 术语来源
  2. 研究历史
  3. 早期发现
  4. 共识达成
  5. 相关观测
  6. 高温记录
  7. 现象表现
  8. 气候模型
  9. 出现原因
  10. 地球运转
  11. 温室气体
  12. 气溶胶和云
  13. 森林骤减
  14. 太阳和火山活动
  15. 交通污染
  16. 气候反馈
  17. 土地问题
  18. 酸雨问题
  19. 后果影响
  20. 冰川消融
  21. 海平面上升
  22. 极端天气增加
  23. 湖泊萎缩
  24. 粮食问题
  25. 生态系统
  26. 人类健康
  27. 政治经济
  28. 小结
  29. 治理方法
  30. 国际合作
  31. 政策支持
  32. 减排回收
  33. 可再生能源
  34. 适应能力调整
  35. 节能
  36. 农业林业
  37. 碳封存
  38. 取得成果
  39. 舆论争议
  40. 支持论说
  41. 学术学者
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  47. 影视作品

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