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人类活动与极端天气Comments>>

发表于 2012-02-06 13:21 | Tags 标签:,

过去几年,洪水、暴雪等天气现象及其造成的重大损失经常占据各类媒体报道的头条。暴雪、狂风、洪水、干旱和热浪等之所以会被媒体被大家关注,主要原因是这些极端的天气事件往往给民众的生活带来极大的不便,有时还会造成巨大的生命和财产损失,甚至有可能造成社会动荡的局面。

2010年发生在俄罗斯破纪录的热浪, 引起了全国大范围的野火、近40年来最严重干旱,并导致了近九百万公顷的农产品绝收。甚至有人怀疑“阿拉伯之春”的发生都与这次热浪引发的粮食减产有关。同是去年,由于遭遇季风带来的强降雨,巴基斯坦大概有五分之一的国土都发了洪水。据巴基斯坦政府统计,这次洪水直接影响到了两千万人,其中死亡人数两千多,经济损失高达430亿美金。

作为与俄罗斯、巴基斯坦共享一片天的中国也不能独善其身。去年汛期以来,我国诸多城市就轮番出现了“水漫金山”的景象。北京、武汉等城市摇身一变成了“水城”。网友们也就此写了诸如“到北京去看瀑布”、“到武汉去看海”等流行段子。

针对极端天气事件,早在2007年发布的IPCC AR4就提到过去几十年全球大多数地区极冷的天数减少,极热的天数增加;强降水事件增加;北大西洋地区热带气旋强度增加等现象。更为让人不安的是从美国国家气候数据中心最新的数据来看,从1980年到现在,能造成十亿美元以上损失的极端天气事件的发生频率已经翻番了。

因为天气事件是跟气候状况紧密结合在一块的,那么一个很自然的问题就是:这些极端天气的发生到底跟气候变化有关系吗?这些极端天气跟我们人类的活动有关系吗?

天气现象确实与大的气候背景有关系,气候发生了变化,天气也应该会有相应的改变。不过,因为天气本身就是在变化的,所以这话反过来说就不对了。其实,在气候变化问题的研究中,全球变暖与极端天气之间的关系是最受关注,但确定性结论较少的研究方向之一。之所以难以有确切的结论,这与气候系统的复杂性有关系。 气候系统是一个包含了大气、海洋、冰、陆地、生物等圈层的复杂系统。每个圈层内也有众多的物理、化学和生物过程。虽然,通过科学家的努力,对整个系统的大趋势有了比较深入的了解,比如:二氧化碳浓度的升高会增强温室效应进而提高全球表面的平均温度;升高的温度会使陆地冰川融化以及海水膨胀从而导致海平面升高等。不过,具体到气候系统内部的某个区域或者具体某个时间段的过程,我们的认识还远远不够,而极端天气恰恰属于这一类问题。接下来,我们就按照科学家对不同问题答案的确定程度来谈谈相关的几个问题。

全球是在变暖吗?是。

在地球是否变暖的问题上,科学家们是有共识的,主要是因为有足够多的数据来证明我们正在经历快速的变暖过程。各国科学家多年积累的数据表明全球海洋及大气平均温度正在升高。IPCC AR4的发布年(2007年)之前的12年内有11年属于有仪器记录(1850年)以来的最温暖的12个年头。如果用直线拟合来看温度变化速度的话,我们会发现不但温度在升高,其升高的速度也是在增加的。而且,温度的升高是全球范围内的,其中又以北半球的高纬度地区最为明显。除此之外,升温不但发生在大气底层,海洋也一样热起来了。始自1961年的海洋观测资料显示全球海洋温度升高的信号已经传到至少3000米的深海了。

需要说明的是,变暖的结论是基于相互独立的几套数据得到的,其可信性比之单一数据大大增强。这些数据有的是陆地数据,有的是海洋数据,但这些数据都得到同样的结论——地球表面的平均温度在升高。 除了直接的温度观测数据,其他观测到的现象,如北极地区海平覆盖区域的快速缩减;南北半球冰川和雪的覆盖面积减小;平均海平面升高幅度超过冰雪融化的贡献等都与全球变暖的结论相符合。

全球变暖是人类活动导致的吗?极其可能是。

正如上文提到的,气候系统是一个由大气,海洋,冰和陆地构成的复杂系统。气候系统内的各个组成部分内都存在着多种物理、化学和生物过程,除此之外,各组分之间还能相互作用。尽管气候系统是如此的复杂,但通过气候学、大气科学、海洋学等各个领域内专家的努力,我们对于导致气候变化的因素已经基本了解。这些因素可以分为两大类:自然因素和人为因素。

自然因素中,首先应该提到的是太阳辐射。太阳是地球气候系统能量的最终来源,其辐射强度的变化对于气候系统有很强的作用,但根据现有的观测来看,过去几十年太阳辐射的变化非常小,根本不足以解释观测到的全球变暖现象。其次,地球公转轨道和自转状态的变化也能导致地球接受太阳辐射的多少和分布发生变化。因为这类变化引起的气候变化非常缓慢,大概是万年及十万年量级上的,所以也不能解释我们经历的全球变暖。除此之外,火山喷发释放出大量的硫化合物和烟尘、波浪破碎产生的海盐等会在大气里悬浮,也就是所谓的气溶胶。他们可以通过直接影响太阳辐射或是形成云影响太阳辐射来影响气候。最后,地球表面是由很多的板块组成的,而且板块是运动的。板块的运动会改变海陆的分布,从而改变地球表面辐射的分布,大洋环流和大气环流也会发生相应的变化,这些都会引起气候的变化。因为板块运动的速度非常非常慢,这种影响的尺度应该是百万年级的。

再来看人为因素,人类活动主要通过三种方式来影响气候。首先是燃烧化石燃料排放温室气体。温室气体在大气中增多,其导致的温室效应增强会使地球系统的辐射平衡发生变化,使更多的热量困在地表附近,导致平均温度升高。再者,人类燃烧化石燃料还会排放大量的气溶胶,比如烟尘,硫化物等。这些都会对影响辐射能量在大气内部的传播和吸收。 IPCC报告的结果显示人类排放的气溶胶对气候的整体作用是降低温度。也就是说,空气污染反而缓解了全球变暖的趋势。如果我们将来把污染治理好了,就相当于又对全球变暖作贡献了。从这个角度看,治理污染还成了一个两难的选择了。除此之外,地表状况的改变,比如大面积的毁林等,也会影响地表对太阳辐射的反射,所以也会对气候有相应的影响。

数值模型是科学家们研究气候变化的利器。气候学家们通过包含自然因素和人为因素的数值模式模拟了过去几十年气候变化的过程。他们发现仅仅包含自然因素的模型不能反应观测到的过去几十年发生的全球变暖现象,而包含了人为因素的模型则能很好的重现观测到的趋势。因此,科学家们认为我们现在正在经历的全球变暖有非常大的可能是由于人类活动所致。

全球变暖会影响极端天气吗?可能会。

气候学家们对于这个问题的回答是比较谨慎的。一般认为,全球变暖可能会导致极端天气频率的增加和强度的增大,不过这是在统计意义上谈的,具体到某一次的极端天气,还是很难确定它是不是全球变暖导致的。

按照现在的研究,有些极端天气,比如高温、暴雨等,很可能已经并将继续受到全球变暖的影响。这个结论是基于观测数据以及气候学家对气候系统内过程研究的结果,以及公认的物理学知识,如克劳修斯-克拉贝龙方程等,所以还是比较可信的。拿暴雨来说,因为水的蒸发过程和大气容纳水蒸气的能力都与温度有关,所以全球变暖发生后,水汽在气候系统各个圈层内及圈层之间的循环交流过程会发生变化,而这会造成降水频率、强度和分布的变化。具体来说,全球温度升高的过程中,陆地和海洋中的水份的蒸腾和蒸发过程会增强,所以原本干旱的地方很可能会更干旱。同时,大气的“蓄水”能力也会相应增加,因此降水发生时的可用水量也就大大增加。这样的结果就是,一旦降水过程被触发,降水的强度比之变暖之前要大的多,因此也就更容易造成洪涝灾害。另外,全球变暖还会影响大气环流,进而影响高低压、上升下降气流等的空间分布。这些变化发生后,很多地区的小区域气候就会受到影响,原本很少出现的天气现象可能就会多起来。这对于已经适应原本正常频率和强度极端天气的人们来说,就会带来很多问题。比如,原本工作良好的城市排水系统就完全不够用了,进而导致严重的城市内涝问题。

考虑到现在普遍认为人类活动是导致全球变暖的主要原因,再加上全球变暖可以影响到某些极端天气的强度和发生频率,所以也可以说人类活动改变了极端天气的强度和频率 。

北京暴雨这类事件是全球变暖导致的吗?很难说。

虽然人类活动导致的全球变暖确实会影响某些极端天气的强度和频率,但具体到某一次极端天气事件,科学家还很难分清它是不是因为人类活动所致。之所以出现这种困境,主要还是因为可以影响到天气的因素太多了。除了全球变暖,一些持续周期较短的自然存在的气候现象,如厄尔尼诺,拉尼娜,甚至季节更替都会对天气产生影响,而很多现象可导致的结果又是类似的。同时,因为受限于对这些短时间过程不够了解,现有数值模型的不足以及计算能力的欠缺,科学家们还不能大范围的开展利用模型评估各个相关过程对某次极端天气事件的影响,进而确定全球变暖在其发生过程中起到的作用。

不过这种情况正在发生改变。因为极端天气对老百姓生活的影响实在太大,各国政府的政策制定者们也迫切的需要了解全球变暖可能造成的潜在危害,所以科学界正在加紧这方面的研究。年初,著名的学术刊物《Nature》就刊登了两篇相关的研究,分别探讨了2000年英国的洪水以及20世纪后期北半球强降水增加与气候变化的关系。相信随着在这方面投入的增加,以及统计工具的发展、数值模型分辨率的提高和计算能力的增加,人们对全球变暖和极端天气之间的关系会越来越清楚。

结语:

大家可以看到,通过诸多科学家的努力,我们已经认识到人类的活动已经切切实实的影响到了整个气候系统,造就了一个越来越热的世界。伴随着这个越来越热的世界,不仅仅是越穿越少的衣服,还很可能有那些“超级杀手”——风暴、热浪、干旱、洪水等。跟这些“杀手”PK,我们单个的人,甚至单个的国家都是没有胜算的。大家只有携起手,一起作战才有可能获胜。

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28 Responses to “人类活动与极端天气”

  1. 幻风说道:

    这篇真没营养……

    • 大蔥说道:

      很想知道你仔细读了没有,不要随便打击作者的辛劳付出啊

  2. zmzy2000说道:

    就不打分了,小学生作文,不做要求了

  3. 大蔥说道:

    我觉得写得很好啊。
    极端气候增加是全球变暖的一个结果之一,但是具体到某一次极端气候,又不能说一定是全球变暖的后果,这是让人信服的。

  4. 风天扬说道:

    "全球是在变暖吗?是。——————这个结论是完全不科学的,甚至是反科学的。科学而严谨的说法应该是:各种观测数据表明,2007年以前的十几年里,全球一直在变暖。07年之后至今各种数据有矛盾,以后是变暖还是变冷,无法确定。这才叫科学。而不是预设立场,然后得出不科学的结论。

  5. 风天扬说道:

    大气中的二氧化碳含量过去几十年一直在上升,而且主要是由人类对化学燃料的大规模使用造成的,这是科学事实。而大气中二氧化碳含量的提高会造成温室效应,这也是科学事实。过去几十年全球在变暖,这还是科学事实。这一条因果链的确是存在的:排放二氧化碳——〉浓度提高产生温室效应——>全球变暖。但是,这条因果链是弱相关的,而不是强相关。主要问题出在两个方面:1,温室效应是否是全球变暖的主因?2,人类排放的二氧化碳是否是温室效应的主因。我个人的观点是:至今未看到强有力的证据证明这两点。所以,我存疑。

  6. wb说道:

    只有当事情真的发生了之后人们才会恍然大悟原来有这么多因素直指这次事件,但发生之前一切迹象总有另一种解释。

  7. 可知鬼知道说道:

    还是期待量子计算机的出现和应用……

  8. www说道:

    从1980年到现在,能造成十亿美元以上损失的极端天气事件的发生频率已经翻番了。
    ================
    这太逗了,1980年到现在美元没有贬值吗?我看差不多50%了

  9. proton说道:

    这篇文章的水平是不行。所有的的结论和支持证据链相关文献都没有。就说是,或者极可能是,毫无可信力。还有ls这种轻而易举就能调出来的逻辑错误。

  10. 赶马哥老戴说道:

    我们不能人云亦云,气候变化可跟天体运行,宇宙变化有关。人为因素到底有多大,目前也没有强有力的证据能证明;当前极端天气频现,严寒袭击了全球大部分陆地,这能说是暖冬吗?

  11. calf说道:

    实际上这只是人为因素导致地球变化的一小部分,资源的开采把地下的物质人为的弄到了地上,核原料、新型材料的提取和制造产生了自然界中几乎不会形成的高浓度物质和结合物,各种大型工程、水利、电力设施的修建,物质循环系统本就是个敏感系统,这么折腾气候不变才奇怪呢!

  12. LenenTom说道:

    来源出处呢?!

  13. mejup说道:

    气候变暖吗?海平面上升吗?CO2增多吗?
    未必!
    纵观地球46亿年历史,比现在温暖,比现在海平面高,比现在CO2浓度大的时期是很多的。
    难道恐龙也会排放CO2吗?
    人类没有必要什么破事都往自己身上揽。

  14. zhuyugang说道:

    只可意会,不可言传!我觉得作为科学家也有责任来保护潘多拉的盒子不要被坏人恶用。

  15. 口水熊说道:

    哦,太阳!
    哦,万能的太阳!
    哦,那在6000年就已经被中国人膜拜过的太阳!!

    哪天你要停摆了,那可肿么办????

  16. szydl说道:

    呵呵,人类?地球发展至今人类才存活的多少年?那么地球又经历过多少次冷或者暖的极端天气?别的不说,新石器时代的良渚人的消失,现在已有证明为海侵造成的,为什么海侵?按照现在的理论是南北两极的冰山融化,使海平面上升,在逐渐的过程中,良渚人向内陆迁徙,与当地人种进行通话,随之良渚人消失。那么!良渚人的时代,全球为何变暖呢?所以,保护环境的现实意义是,让我们生活的更好!就拿PM2.5来说,保护环境就能降低这个东东,我们的呼吸就能更顺畅!少乱砍乱伐,保护水土不至流失,就能让我们的江河少些泥沙!不乱倒垃圾,使我们的居住环境更干净一些,少些传染病!这才是正题。拿地球变暖说事,就像拿我们生活的不好,就是离共产主义太远一样,伪命题!

  17. 昂之说道:

    糟糠。。

  18. 超时空要塞说道:

    谈谈 今年2012年 厄尔尼诺 吧

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