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全球气候变暖

中文名:全球气候变暖

外文名:Global warming,climate change

解 释:自然现象

原 因:人们焚烧化石燃料和石油等化学物

改善措施:《联合国气候变化框架公约》

影 响:危害生态平衡

全球变暖,指的是在一段时间中,地球大气海洋温室效应而造成温度上升的气候变化,为公地悲剧之一,而其所造成的效应称之为全球变暖效应

在2013年,政府间气候变化专门委员会第五次评估报告认为,“人类影响极有可能是20世纪中叶以来观测到的变暖现象的主要原因。”[1]

人类的影响包括排放诸如二氧化碳甲烷一氧化二氮这样的温室气体,鉴于人类活动在全球变暖中扮演主要角色,这种现象有时候被称为“人为全球变暖”或“人为气候变化”。报告中的气候模型预测总结指出在21世纪,根据温室气体的排放量,全球表面温度有可能进一步上升0.3-1.7°C至2.6-4.8°C。[2]这些发现已被主要发达国家的科学院所认可,并且没有任何一个国家级或有着国际地位的科学机构对此提出异议。[3][4]

未来的气候变更及相关的影响将存在地区差异。[5][6]已经在进行以及预期的影响包括海平面上升降水变更和亚热带地区的沙漠扩张

[7]预计将来陆地变暖情况要比海洋严重,最严重的会是北极冰川冻土海冰将不断缩减。其它地区的改变包括更频繁的极端天气,例如热浪干旱山火洪水雪暴[8]海洋酸化和因温度变化引起的大规模物种灭绝。对人类重大的影响包括因农作物减产引发的粮食安全危机和海平面上升使得人们不得不放弃一些人口稠密地区[9][10]

社会对全球变暖的应对措施包括通过削减排放来减缓变化、适应其影响以及未来可能的气候工程。大部分国家都是联合国气候变化框架公约(UNFCCC)的缔约国,其最终目标是防止危险的人为气候变化,[11][12]缔约国同意大幅减排是必须的,[13]并且全球升温应该限制在相对于工业革命前2.0°C内,争取控制在1.5°C内。[14]与此同时,一些科学家也质疑2摄氏度的目标。[15]

公众对全球变暖的担心也在增加。一份2015年的皮尤研究中心报告显示出全球受访者中认可“气候变化是一个非常严重问题”的中位数比例为54%,受访者的地区差异明显,美国和中国大陆(也是二氧化碳排放量最大的两个地区)的受访者最不担心。[16]

在1906至2005年间,全球平均接近地面的大气层温度上升了0.74摄氏度。[17]普遍来说,科学界发现过去50年可观察的气候改变的速度是过去100年的双倍,因此推论该时期的气候改变是由人类活动所推动。[17]

命名

原则上,「全球变暖」一词对成因持中立观点,但是根据大众的用法,「全球变暖」意味着人类对环境的影响。[18][19]其他组织则使用「人为的气候改变」(anthropogenic climate change)代表人为因素导致的改变。

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原因分析

人为因素

  • 人口剧增因素

人口的剧增是导致全球变暖的主要因素之一。同时,这也严重地威胁着自然生态环境间的平衡。这样多的人口,每年仅自身排放的二氧化碳量就将是一惊人的数字,其结果就将直接导致大气中二氧化碳的含量不断地增加,这样形成的二氧化碳温室效应将直接影响着地球表面气候变化。

  • 大气环境污染因素

环境污染的日趋严重已构成一全球性重大问题,同时也是导致全球变暖的主要因素之一。21世纪,关于全球气候变化的研究已经明确指出了自上个世纪末起地球表面的温度就已经开始上升。

  • 海洋生态环境恶化因素

海平面的变化是呈不断地上升趋势,根据有关专家的预测到下个世纪中叶,海平面可能升高50cm。如不采取及对措施,将直接导致淡水资源的破坏和污染等不良后果。另外,陆地活动场所产生的大量有毒性化学废料和固体废物等不断地排入海洋;发生在海水中的重大泄(漏)油事件等以及由人类活动而引发的沿海地区生态环境的破坏等都是导致海水生态环境遭破坏的主要因素。

  • 土地遭破坏因素

造成土壤侵蚀和沙漠化的主要原因是不适当的农业生产。众所周知,良好的植被能防止水土流失。但到当前2014年,人类活动由于为获取木材而过度砍伐森林、开垦土地用于农业生产以及过度放牧等原因,仍在对植被进行着严重的破坏。土地沙化,4.7万吨土壤被侵蚀。土壤侵蚀使土壤肥力和保水性下降,从而降低土壤的生物生产力及其保持生产力的能力;并可能造成大范围洪涝灾害和沙尘暴,给社会造成重大经济损失,并恶化生态环境。

  • 森林资源锐减因素

在世界范围内,由于受自然或人为的因素而造成森林面积正在大幅度地锐减。

  • 酸雨危害因素

酸雨给生态环境所带来的影响已越来越受到全世界的关注。酸雨能毁坏森林,酸化湖泊,危及生物等。20世纪,世界上酸雨多集中在欧洲和北美洲,多数酸雨发生在发达国家,一些发展中国家,酸雨也在迅速发生、发展。

  • 物种加速灭绝因素

地球上的生物是人类的一项宝贵资源,而生物的多样性是人类赖以生存和发展的基础。但是地球上的生物物种正在以前所未有的速度消失。

  • 水污染因素

据全球环境监测系统水质监测项目表明,全球大约有10%的监测河水受到污染,本世纪以来,人类的用水量正在急剧地增加,同时水污染规模也正在不断地扩大,这就形成了新鲜淡水的供与需的一对矛盾。由此可见,水污染的处理将是非常地迫切和重要。

  • 有毒废料污染因素

不断增长的有毒化学品不仅对人类的生存构成严重的威胁,而且对地球表面的生态环境也将带来危害。

自然因素

  • 火山活动
  • 地球周期性公转轨迹变动,地球周期性公转轨迹由椭圆形变为圆形轨迹,距离太阳更近。根据某科学家的研究地球的温度曾经出现过高温和低温的交替,是有一定的规律性的。

历史

根据仪器记录,相对於1860年至1900年期间,全球陆地与海洋温度上升了摄氏0.75度。自1979年,陆地温度上升速度比海洋温度快一倍(陆地温度上升了摄氏0.25度,而海洋温度上升了摄氏0.13度)。根据卫星温度探测,对流层的温度每十年上升摄氏0.12度至0.22度。在1850年前的一两千年,虽然曾经出现中世纪温暖时期小冰河时期,但是大众相信全球温度是相对稳定的。

根据美国太空总署戈达德太空研究所的研究报告估计,自1800年代有测量仪器广泛地应用开始,2005年是地球有温度记录以来第二温暖的年份,比1998年的年平均地表温度记录低了0.06摄氏度。世界气象组织英国气候研究单位也有类似的估计,曾经预计2005年是仅次於1998年第二温暖的年份。[20][21]

在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方,精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录,相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望,在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰,全赖详细的温度记录。到了1979年,人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。

各地高温记录

在2003年夏天,中华人民共和国上海杭州武汉福州都破了当地高温记录[22][23],而中国浙江省更快速地屡破高温记录,67个气象站中40个都刷新记录。[24]2004年7月,广州的罕见高温打破了53年来的记录。[25]2005年7月,美国有两百个城市都创下历史性高温记录。[26] 2006年8月16日,中国重庆最高气温高达43度。[27]台湾宜兰在2006年7月8日温度高达38.8度,破了1997年的记录。[28]2018年7月23日,日本埼玉县北部熊谷市温度高达41.1度,打破了5年前高知县四万十市的日本最高温度记录。[29]法国南部加尔省加拉盖来蒙蒂厄在2019年6月29日的最高温度达到了45.9度,比2003年的历史最高温度还高1.8度。[30]2019年7月下旬,西欧多个国家都遭受了热浪的袭击,英国、比利时、德国、卢森堡与荷兰均打破了之前的温度记录,分别达到了38.7度,41.8度,41.5度,40.8度和40.7度。[31][32]法国更是因为热浪导致了868人死亡,而上个月的热浪已经造成了567人死亡。[33]澳大利亚在2019年12月18日全国的平均温度更是达到了41.9度,[34]打破了24小时之前创造的40.9度的记录,连续两天都超过了2013年1月7日的创下的40.3度的历史记录。[35]


减缓变暖

科学家们提出了一个想法,要围绕地球建立一个由小微粒或太空飞船组成的人工太空环,遮蔽热带阳光,调节地球温度。

一些反对者认为,这种想法肯定会有一些副作用,一个能够对太阳光进行有效散射的粒子带将会使我们的每个夜空都变成和满月时一样明亮;而且预算将高得惊人,可能达到6万亿到200万亿美元,就连全球资金最为充足的科研机构美国航空航天局也无法承担,如果把散射粒子改为太空飞船的话,预算额可能会少一些,估计能降到5000亿美元左右。

地球诞生以来,大气温度曾经几度升降,太阳辐射、云层遮蔽和温室气体等各种因素都曾经或正在影响着我们的气候。如果给地球围上一个粒子或飞船组成的“腰带”的话,赤道上空就会出现一个阴影,要部署这些粒子,就必须使用一些专门的控制飞船,像牧羊犬一样照看粒子群。

过去的一个世纪,地球温度明显上升,未来一百年间这一趋势还会继续下去,很多研究都证实地球气温将在未来几个世纪里提高1~20华氏度,海平面明显上升,一些海滨城市将不复存在。有科学家指出,减少太阳光照射,地球温度就会降低,而一些地面或太空系统完全可以实现这一目的。不过,有科学家指出,人们还无法计算出地球到底能吸收多少阳光,又有多少阳光被反射回太空,而这正是实施上述计划的关键一步。

美国研究显示,古代农民活动曾使世界避免进入新冰川期。结果说明,人类活动引起的全球气候变暖不是新现象,它可能持续了数千年。英国《观察家报》援引研究人员的话说,砍倒大树并开垦第一片田地的史前农民使地球大气中甲烷和二氧化碳等温室气体含量发生了很大变化,全球气温因此逐渐回升。美国弗吉尼亚大学教授威谦·拉迪曼说:“要不是早期农业活动带来的温室气体,目前地球气温很可能还是冰川时期的气温。”研究表明,如果没有人类干预,地球会比20世纪低2℃,蔓延的冰盖和冰川会影响世界大部分地区。

世界上的森林主要分为寒带(北方)森林、温带森林和热带森林三类。据介绍,今天的森林生态系统,是大自然经过8000年的进化才逐渐形成的。今天,所有的原始森林都沦为伐木业大规模开采利用的目标。在热带地区,许多21世纪已荡然无存的森林就是在过去的50年被砍伐一空的。仅1960年至1990年,就有超过4.5亿公顷的热带森林被吞噬,占世界热带森林总面积的20%;还有数百万公顷的热带森林在砍伐、农田开垦和矿产开采中退化。

而且,全球的非法砍伐和非法木材产品交易还在继续加剧,尤其是在拥有热带森林的发展中国家和政府执法不力的俄罗斯等国。而国际市场对廉价木产品的需求,又进一步恶化了这一状况。

到2100年为止,全球气温估计将上升大约1.4~5.8℃(2.5~10.4华氏度)。

一、吃素。畜牧业消耗大量的谷、豆类,也消耗大量珍贵的水;为了放牧牛羊及饲养猪鸡,牺牲原始森林,造成温室效应。

二、少吃。在家烹煮、外食分量恰到好处,吃不完打包回家。

三、拒绝购买高山茶、高冷蔬菜(高山茶、高冷蔬菜让台湾的森林消失、破坏山地水土保持,无法发挥储存水分的功能,又大量使用农药与肥料,污染水源与水库的生态)。

一、认识衣料来源:1.选购纯棉、全麻等自然材质(有机性的),才可回收再生。2.依洗标来购衣及保养衣服,以延长衣服的寿命。

二、需求量的决定,依洗衣的次数、家中的容量、生活方式、经济状况等四要素来决定购衣频率,尽量控制好,不要超量(重质不重量)。

三、旧衣新穿要诀:

⒈自我的认知:体态、肤色、生活型态的考量。

⒉找出流行的重点:如长短、色调等,一般以简单、好的剪裁(立体裁剪)最能表现出人与素材的互动关系。

⒊配件因体积小、变化多、效果佳、收藏较易,如围巾、别针、皮带,少量的衣服即可靠配件来凸显穿衣艺术的效果。

一、多用二手家具(无论买房子、租房子,多利用二手家具,既可回收再利用、节省资源,若能在办公室、社区、网路举办定期二手旧货交换的跳蚤市场,既环保,又可互助,增进人际间的情谊)。

二、多用植栽绿化来做居家布置(居家勿做过度性的装潢布置,应以简单、天然为原则。居家布置不必然要人造的材料,不妨多用生态性的自然材料。多种花草盆栽,尽量用本土性的树种,家中有庭院的多留天然性的泥土,少用水泥、或硬质性的铺面)。

三、请用器皿盛水,洗果菜、碗盘、刷牙、洗脸,以节约珍贵的水源(中国是全球排名第十八位缺水国,南台湾已陷入严重干旱,但我们使用水的需求量却已经到达2011年的标准。法国节约用水的宣导政策是「一星期洗一次澡」;如果我们的用水量持续恶化,我们也将面临相同的处境。

四、房间之电源、冷气集中使用(尽量少一间房间开一部冷气,人少时尽量集中办公,减少冷气、电灯用量)。

一、走楼梯,不搭电梯(住在大楼者,无论是在办公室或是在家里,若您不赶时间,不妨试着安步当车,试着不搭电梯,改走楼梯,既节省能源,又可运动健身)。

二、出门多走路、骑单车、利用大众运输系统、少开车和骑机车。

大气层中的温室气体

温室气体对於太阳的短波辐射来说是透明的。可是,它们却吸收了来自地球发放的(黑体辐射)部份长波的红外线辐射。这样使地球难以降温。它们能暖化地球多少是以全球暖化势能作指标。

大气层中二氧化碳及甲烷的浓度自1750年比前工业化水平(280百万分率)分别上升了31%与149%。而现在的水平已经长期高於380百万分率,并即将突破400ppm。从冰芯中提取可靠的数据指出,与过去65万年的作比较,这是个明显的飙升。从一些非直接的地质学证据,有理由相信过去4000万年的二氧化碳含量比较高。在过去的20年中,大约四分之三的人为的二氧化碳排放都是燃烧化石燃料。其他的人为排放都是土地使用方面,特别是砍伐森林[36]

美国宾州大学科学家从1958年开始在夏威夷大岛海拔约3400公尺的毛纳洛峰上设立4个7米高和一个27米高的采样塔,每小时采样4次,[37][38]二氧化碳混合比率展开了最漫长的连续的仪器测量。从此以後,人们发现每年的测量结果不断攀升,如基林曲线(Keeling Curve)显示,数值由当初的315百万分率上升至2006年超过了380百万分率,升幅大约是21%。[39][40]结果显示二氧化碳含量在每个月出现轻微季节性变动而整体上全年是不断上升。

二氧化碳和其他温室气体的含量不断增加。[41]正是全球变暖的人为因素中主要部分。据资料显示[42]

,大气中一氧化二氮(N2O)的含量比18世纪中叶(1750年)工业革命开始从275ppbv增加到310ppbv,二氧化碳(CO2)的含量从280ppmv增加到360ppmv,甲烷(CH4)从700ppbv增加到1,720ppbv,这些增长趋势主要缘于人类的活动。燃烧化石燃料、清理林木和耕作等都增强了温室效应

工业革命开始,二氧化碳的含量急剧增加,虽然植物光合作用吸收了很大一部分二氧化碳,海洋也溶解一部分二氧化碳并固定成碳酸钙,但空气中二氧化碳的含量还是逐步增加。根据美国弗吉尼亚大学英国东安格里亚大学联合研究的结果,在进入20世纪后半叶,全球温度上升的趋势非常明显,温度变化情况见下图。

因为二氧化碳在大气中有50年到200年的寿命[43],很多研究集中在2100年或之前的时间。但是无论气候变化的成因或结果为何,许多人是非常关心的;对於应付预言後果的政策应该如何实施,引起了全球广泛的政治争论、公开辩论及各种学术研究。这些政策讨论重点是应该减少还是扭转未来的暖化及怎麽应付预计的後果。

甲烷天然气的主要组成部分,大部分由生物生产和从天然气管道和其它基础设施泄漏出来。一些甲烷的生物来源是自然的,譬如白蚁。可是其他来源则是由人类农业活动增加而带动的,例如稻米的耕种。[44]最近的证据显示,森林也许是甲烷的来源[45][46]。如果属实,这会是对天然温室效应的额外贡献,而不是人为温室效应的。[47]

虽然实际的趋势轨线视乎不确定的经济、社会、科技及自然发展,预期未来的二氧化碳水平将因为使用化石燃料而持续攀升。政府间气候变化专门委员会的《排放情况的特殊报告》罗列出很多不同的二氧化碳情况,在2100年可以达致由541至970百万分率的水平。[48]如果煤与焦油被广泛地采用,现时的化石燃料储备是有能力实现这个水平并且在2100年後继续排放。

全球的主要人为排放的温室气体是来自燃烧燃料。余下的大部分来自“短暂的燃料”(生产与运送中耗用的燃料)、工业及农业体增多。生产中的排放。在1990年,他们的比重分别是5.8%、5.2%和3.3%。当前的数据都可以作比较。[49]大约17%来自发电时所耗用的燃料。很少来自大自然与人为生物来源,大约只有6.3%来自农业所产生的甲烷氧化亚氮

其他理论

人类曾企图测量关於「在过去50年观察得到的大部分暖化都是由人类活动所致的」的科学公众舆论程度。

[50]科学杂志中,加利福尼亚大学圣地牙哥分校的历史学教授纳奥秘·奥勒斯克斯科学资讯机构中的928份科学文献的摘要中寻找全球气候改变(global climate change)。他得出结论,当中75%明示或暗示接受了这个公众舆论的观点。[51][52]可是,奥勒斯克斯教授并没有表示多少摘要指出人类导致的暖化效果。

除了这个公众舆论外,还有其他的假说尝试解释全部或部分的全球温度升高的原因。某些假说如下:

  • 全球温度升高仍然属於自然温度变化的范围之内。
  • 全球温度升高的原因是太阳辐射的变化及云层覆盖的调节效果。[53]
  • 全球温度升高正反映了城市热岛效应。因为很多都市都在人口稠密或正在扩张的地区。[54]

目前学界的共识是「全球暖化存在,且人类活动极有可能是导致全球暖化的主要原因」,对於这点,学界并无争议。

太阳变化理论

政府间气候变化专门委员会的第三份评估报告所阐述的模型研究发现最近40至50年的气候改变并不需要太阳发光度的变动。[55]这些研究发现火山及太阳活动只能影响1950年前的温度改变的一半,但这种自然力量最近已经被抵消。[56]特别是,自1750年的温室气体所推动的气候改变比同期增加的太阳活动所推动的高出八倍。[57]

有些研究(Lean等人,2002年;Wang等人,2005年)认为前工业时期的太阳发光度比第三份评估报告中所提及的复原纪录(例如:Hoyt和Schatten,1993年;Lean,2000年)还少三四倍。其他研究人员[58]相信太阳发光度对全球变暖的影响被低估了。他们估计太阳活动促使近来温室效应的16%或36%。其它人[59]则建议云层和其他过程的回馈加剧了太阳活动的变动所带来的影响。如果是真的,太阳活动的变动真的被低估了。从普遍的科学理解来说,太阳发光度变动对历史上的气候改变贡献十分的微小[60]

现在的太阳活动水平是有史以来高点。科学家萨米·索兰基Sami Solanki博士等人认为过去60年至70年的太阳活动是八千年来的高峰期。[61] Muscheler等人则认为过去几千年都曾经出现类似的高峰期。[62] Solanki博士根据他们的分析断定了太阳活动在未来的50年会降低的机会率大约是92%。再者,美国杜克大学的研究者在2005年发现过去二十年的改变中的10%至30%可能来自增加的太阳输出。[63]回顾了现有的文献,Foukal等人断定自从1970年代中期太阳输出的变化很难加剧全球变暖并且没有证据显示太阳发光度在这个时期有所增加。[64][65]

目前学界的共识是「全球暖化存在,且人类活动极有可能是导致全球暖化的主要原因」,对於这点,学界并无争议;而太阳活动的变化,对近几十年全球暖化的趋势,并无显着的影响。[66]

影响

  1. 由于海洋温度升高,海水体积膨胀,南极格陵兰的大陆冰川也会加速融化,导致海平面上升,会淹没沿海低海拔地区。例如大洋洲岛国图瓦鲁已被水淹没。全世界有3/4的人口居住在离海岸线不足500公里的地方,陆地面积缩小会极大地影响人类居住环境,甚至可能导致战争。河、海堤的建立,可降低海平面上升的影响,保护地势低的地区。(要注意,广为流传的“海洋上漂浮的冰川的融化会导致海平面上升”的说法是错误的。根据阿基米德原理,实际上,海洋上漂浮的冰川融化后海平面仍会保持不变。只有当陆地的冰川融化后流入海洋才会改变海平面的高度)
  1. 由于海洋温度升高,水蒸发加快,大量水气被输送进入大气,会导致局部地区短时间内降雨量突然升高,这样暴雨天气就会导致水灾山体滑坡泥石流等更加频繁的发生,位于河流沿岸的城市和位于河流下游的广大地区因此受到洪水的威胁,水灾面积因为短时的强降水而迅速扩大,水土流失问题也比过去更加严峻。
  1. 由于大气温度升高,导致热带传染病向高纬扩散,目前已有热带传染病扩散的迹象。而过去在低温下难以存活的病毒随着冬季温度上升,有全年活动的可能,最近一段时间的监控发现,过去已经得到控制的疾病如结核病等有再度爆发的可能。
  1. 由于大气温度升高,令蒸发量上升,在以往干旱少雨的地区面临更加严峻的考验,而不正确的耕作方法很有可能让以前植物覆盖的半干旱地区失去保护成为半沙漠化地区,从而导致内陆地区沙漠化加速,沙漠有扩大的危险(实际上沙漠化问题已经困扰着东亚和中亚国家,在撒哈拉边界地区更是情况堪忧)。
  1. 由于温度升高,如果食物链中的上层和顶层生物如果不作出相应变动就会严重危机到种群的繁殖和发展,整个生物多样性会受到威胁,许多物种会加速灭绝的步伐。
  1. 由于两极冰山崩塌,北欧南美近极地的地方温度会迅速下降(因冰溶化有溶化比潜热,大量冰同时溶化会吸取大量能量以作溶化之用,所以近极地的地方温度会迅速下降),会严重影响当地生态系统,造成不可逆的变化。
  1. 澳洲流行病学家安东尼奥·麦克迈克尔Tony McMichael於美国微生物学会的会议上提出警告,表示全球暖化使得多种流行病的流行模式发生改变增加爆发机会
  1. 由於极端气候会使农作物失收,减少粮食供应,在一些地区造成严重的经济损失,甚至引致饥荒,例如乾旱会使非洲荒漠化范围扩大,农地生产力下降。

解决和缓和方案

不少公司和团体组织设法削减全球暖化,为全球暖化的削减与缓和提议了某些战略战术,包含:倡导使用生物柴油风能太阳能核融合纯电动车混合动力车辆碳税、人口管控策略等。许多环境小组鼓励单独行动抵抗全球变暖,经常瞄准消费者,并且有对气候变化的业务商业活动。

根据联合国粮食及农业组织2013年的报告,畜牧业一年的排放量相当于7.1亿吨二氧化碳,[67]其中牛(包括肉牛和奶牛)的排放量占比多达65%。[68]因此有专家就认为少吃牛肉少喝奶能减轻全球变暖。[69]

在《Drawdown》这本书里面,作者保罗·霍肯Paul Hawken一共列出了100种解决全球变暖的方法[70]。按照其模型计算,从2020年到2050年,如果实施前80种方法,累计可减少相当于10509.9亿吨的二氧化碳排放,[71]平均每年350亿吨,大致相当于2016年的世界排放总量。[72]在这些解决方法里面,排名第一的是制冷剂管理,前十名里面和食物相关的占3个。

参考来源

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