全球变暖背景下东亚气候变化的最新情景预测

在最新的SRES A2和B2温室气体排放情景下,利用国际上7个气候模式针对未来全球变暖的数值模拟结果,本文着重分析了东亚区域气候21世纪的变化趋势. 研究揭示：中国大陆年均表面气温升高过程与全球同步,但增幅在东北、西部和华中地区较大,且表现出明显的年际变化;全球年均表面气温增幅纬向上大体呈带状分布,两极地区最为明显,并在北极地区达到最大;此外,21世纪后半段北半球高纬度地区的年平均强升温幅度主要来自于冬季增温. 在21世纪前50年,温室气体含量的增加除在一定程度上会增加青藏高原大部分夏季降水量外,不会对中国大陆其余地区的年、季节平均降水量产生较大影响;但持续的温室气体含量增加将最终导致大陆降水量几乎是全域性的增加.     

全球气候难民之殇

"气候移民"这个新名词虽然只是近几年被提起,但是这种现象却早就数见不鲜了,仅仅因为干旱和荒漠化导致的人口迁移就有上千年的历史。上世纪30年代,富饶的北美大平原上,因为人们的过度开垦和持续干旱,导致了一场罕见的"黑风暴",肆虐的龙卷风使得数百万居民流离失所,弃城而逃。伴随着这些移民的,除了恐慌、孤独,他们面临的一个更尴尬的境遇就是受歧视和被拒绝。当时美国加利福尼亚州政府甚至出动警察组成人墙,试图阻挡如潮水般涌入的逃难者。     

中国平均降水和极端降水对气候变暖的响应:CMIP5模式模拟评估和预估

基于24个CMIP5全球耦合模式模拟结果,分析了中国区域年平均降水和ETCCDI强降水量(R95p)、极端强降水量(R99p)对增暖的响应.定量分析结果显示,CMIP5集合模拟的当代中国区域平均降水对增温的响应较观测偏弱,而极端降水的响应则偏强.对各子区域气温与平均降水、极端降水的关系均有一定的模拟能力,并且极端降水的模拟好于平均降水.RCP4.5和RCP8.5情景下,随着气温的升高,中国区域平均降水和极端降水均呈现一致增加的趋势,中国区域平均气温每升高1 ℃,平均降水增加的百分率分别为3.5%和2.4%,R95p增加百分率为11.9%和11.0%,R99p更加敏感,分别增加21.6%和22.4%.就各分区来看,当代的区域性差异较大,未来则普遍增强,并且区域性差异减小,在持续增暖背景下,中国及各分区极端降水对增暖的响应比平均降水更强,并且越强的极端降水敏感性越大.未来北方地区平均降水对增暖的响应比南方地区的要大,青藏高原和西南地区的R95p和R99p增加最显著,表明未来这些区域发生暴雨和洪涝的风险将增大.     

低碳进行时

据世界气象组织宣布,刚刚过去的1998年至2009年是有记载以来最暖和的12年。没有人知道气候变化的影响在多大程度上才能算是“安全”,但我们却清楚地知道全球气候变化为人类及生态系统带来的灾难：极端天气、冰川消融、永久冻土层融化、珊瑚礁死亡、海平面上升、生态系统改变、旱涝灾害增加、致命热浪,等等。     

全球变暖：告诫人类珍爱自然

在冬冷夏热四季分明的我国大部分地区,人们普遍反映近些年冬季气温越来越高了,好像冬天不像以前那样冷得难熬了。其实不仅是我国这样,全球的气温都在升高;也不是这几年,自80年代以来全球气温连续升高。     

模拟古气候 古为今用向未来

近年来,温室气候成为人们普遍关注的话题。20世纪初期,有关专家们已经注意到气候变暖与燃料燃烧后释放在大气中的二氧化碳有关。气候变暖会导致海平面上升,数千万人口被迫由沿海向内陆迁移,造成淡水资源短缺、环境恶化等灾害。与此同时,存在着一种和温室气候截然不同的论调,那就是冰期气候。Dansgaard等人在1971年发表的格陵兰冰芯同位素谱分析成果表明,地球气候有10万年轨道周期变化,其中9万年为冷期,     

全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测

要长江流域近150a间发生的1870、1931、1935、1954与1998年特大洪水灾害损失严重;长江洪水是我国的心腹之患.1990年以来,长江大洪水高频发生,达6次.长江洪水的发生,除湖泊蓄洪功能减弱等因素外,与全球变暖有关.20世纪90年代为近千年中全球最暖的年代,水循环加快,长江中下游夏季降水量为近120a最多的十年,高出1961-1990平均值112mm;而降雨集中和大暴雨降水事件的增加是洪水增加的主要原因.区域气候模式模拟在CO₂倍增时,长江流域温度升高2.2℃,夏季降水增加10%-20%,气溶胶的增加可能使此值降低一些.考虑气候变暖可能促进潜在蒸发增加9%-15%的假定情景,计算在降水增加10%,蒸发增加9%条件下,最大洪峰流量在大通站将会达到8.4×10⁴ m³/s左右,己超过1998年洪峰流量;汉口站7.9×10⁴ m³/s,超过有记录以来所有的洪峰流量;而在宜昌站高达6.94×10⁴ m³/s,超过自有实测记录以来的除1896年和1981年以外所有的洪峰流量.假定情景的最高值出现在降水增加20%,蒸发增加15%时,大通站流量将达到9.45×10⁴ m³/s,超过该站近百年最大值,1954年的9.26×10⁴ m³/s;宜昌站将出现7.82×10⁴ m³/s流量,超过1882年以来所有实测记录值,但比1870年据洪痕推算的10.5×10⁴ m³/s仍有逊色.未来气候若继续变暖,降水量增加将给长江洪水防御带来巨大的压力.但上述估算是粗糙的,有一定的不确定性,需在以后的研究中进一步改进.     

全球变暖导致洪水风险增加——长江洪水前景分析

近期在很多地方洪水越来越频繁且破坏性更大.20世纪90年代以来全球大洪水造成社会经济财产巨大损失,30次大洪水每次总损失额均超过10×10⁸美元.1990-1998年的9a时间的大洪水爆发的次数比1950-1985年期间Ma大洪水次数还要多.近年来中国大陆也遭受了若干重大洪水灾害(包括1996和1998年两次大的财产损失).与气候变率和变化相关的洪水灾害和易爆发程度的显著增加,这是当前最紧迫的问题.随着气温升高大气中持水量也增加,因此大规模强度的降水的可能性也增大.己观测到高而集中的大降水事件而且这种趋势在未来气候变暖条件下可能增加,大降水事件的增加是洪灾增加的必然条件.当然也有一些其它的非气象因素加剧洪灾的发生,比如土地利用变化(森林砍伐、城市化)导致土壤持水能力下降,径流系数增加;此外,人类占据了洪泛区,可能导致洪水损失增大.另外物质财富在洪泛区的积聚也导致了洪灾损失增加.毫无疑问,由于人类活动和气候的共同作用,未来洪水风险在很多地方可能增加.洪水易爆发程度被认为是暴露系数和调节能力的函数,而且在许多地方所有这些变量都可能增加.而随着暴露系数比人类调节能力增加快,因此洪水易爆发程度增大.然而,要完全从径流变化中区分气候因素导致的强烈自然变率还是直接的人为环境变化是很困难的.由于使用不同的假定情景和不同的气候模型,得到的未来环境的预测结果差异也很大.IPCC第三次评估报告中广泛讨论了气候变化与洪水之间的关系.IPCC第三次评估报告警告说,在东亚季风区非常湿润的季风季节出现的可能性非常大,进而会导致相应地区洪水风险增加.本文总结了迄今为此可收集到的有关长江洪水的资料.利用一些案例来分析研究未来假定情景下气候对水文的影响,并对东亚地区的模拟结果进行了讨论.     

新思路解决气候变暖

为了应对全球气候变暖,人们己经提出和实施了许多方案,比如,大力支持太阳能和风能等绿色能源的利用、大力推广低能耗的家用电器等器具、广泛开展节能减排话动等,以减少大气保温气体的排放。但是不少人担心,这些个体或群体所采取的措施在遏制全球气候变暖方面是否真正能够很快见效？如果按照目前的思路走下击,我们仍不能很快控制全球气候变暖的势头,那么,我们是否需要另辟蹊径,走出另一条新路？     

可怕的生态之灾——海平面升高

马尔代夫,一个印度洋上的小岛国。国土由26组珊瑚环礁、1200多个珊瑚岛组成．绵延长达900千米,平均海拔只有1．2米。由于全球变暖导致海平面上升,这个天堂岛国正面临“消失”的危险。为此,政府不得不做出将旅游业的部分收入积累起来。用于到临国购买新土地,以安置全国38．6万居民的决定。     

1961~2016年全球变暖背景下冰川物质亏损加速度研究

过去几十年间,全球冰川物质亏损的加速趋势日益显著,而这种加速趋势将对全球海平面上升、流域水资源以及冰冻圈灾害等方面产生深远的影响.针对目前关于冰川物质亏损加速度的研究仍然比较贫乏的问题,本研究利用实测冰川物质平衡记录和最新的融合实测资料与大地测量法表面高程变化的冰川物质变化数据,对全球冰川物质亏损加速度进行研究.结果表明,1961~2016年全球冰川物质亏损经历了显著的加速过程.在全球尺度上,冰川物质亏损加速度分别为(5.76±1.35)Gt a^-2(冰量损失加速度)和(0.0074±0.0016)m w.e.a^-2(单位面积冰量损失加速度).在区域尺度上,冰川主要分布区(除南极冰盖边缘地区)的冰量损失加速度大于冰川储量较小的区域,其中阿拉斯加地区的冰量损失加速度最大((1.33±0.47)Gt a^-2).对单位面积冰量变化而言,冰川分布面积较小的区域和几个主要冰川分布区都呈现出较大的冰川消融加速度,其中欧洲中部的冰川单位面积物质亏损的加速度最大((0.024±0.0088)m w.e.a^-2).全球气候变暖是冰川物质亏损加速的主要驱动力.通过对比研究,发现格陵兰冰盖和南极冰盖对全球海平面上升贡献的加速度均大于冰川.本研究将有助于提升对冰川变化机理的认识,为应对冰川变化的影响提供科学依据.     

甲烷:气候变化关键角色

正甲烷作为一种温室气体的效力是二氧化碳的23至25倍。科学家们担心,随着北极冰架逐渐缩减,甲烷气体将以前所未有的规模释放,这将大幅增加全球气候变化的速度。甲烷是大气中的重要微量气体,它既能产生温室效应,又能参与大气中的光化学反应,从而直接或间接引起全球气候变化。它是仅次于二氧化     

“人造火山喷发”为地球降温

人类向大气中排放越来越多的二氧化碳等温室气体,造成全球气候变暖。虽然人类早已经意识到这个问题,各国也在呼吁减少碳排放,但在全球经济发展的大浪潮中,“碳减排”似乎并没有立竿见影的效果。甚至有一种观点直接指出,如果靠牺牲经济发展来达到减少碳排放,那是根本行不通的。为了抑制全球气候变暖,除了减少碳排放,是否还有其他方法呢？     

气候变化对中亚五国粮食安全的影响

随着全球气候变暖趋势的逐渐加剧,气候变化对粮食安全造成的影响引发社会各界广泛关注.中亚国家深处亚洲内陆,生态环境脆弱,农业技术较低,面临着严峻的气候变化威胁.基于1990～2019年中亚五国的面板数据,构建了C-D-C模型,研究气候变化对该区粮食安全的影响,并预测未来发展趋势.研究发现,过去30年中亚五国粮食安全水平整体呈上升趋势,其中哈萨克斯坦粮食安全指数较高,而塔吉克斯坦粮食安全水平较低.年均温和年降水对五国的粮食安全影响存在倒U型关系,其中对哈萨克斯坦粮食安全的积极影响最大;极端高温和极端低温对中亚五国粮食安全具有显著的负向影响,其中对土库曼斯坦粮食安全的消极影响最大;霜冻日数对粮食安全的影响不显著.未来气候预测结果显示, 2030～2090年中亚气温和降水量有继续升高趋势,整体将对五国粮食安全具有持续抑制作用.建议各国提高气候风险认识,加强气候科学研究,提前制定多方适应策略;同时,加强国际合作,有效减少温室气体排放,强化保障粮食安全的能力.     

二氧化碳:温室气体“主犯”

正温室效应导致全球变暖,二氧化碳是最主要的温室气体。二氧化碳能改变大气的热平衡。它能够吸收地球的红外辐射,引起近地面大气温度的增高。二氧化碳是自然界一种普遍存在气体,对植物的光合作用必不可少,在空气中的含量通常相对稳定的。但随着全球工业化进程,大量温室气体,     

人类活动，成为全球变暖的主因——访原国家气象局局长、中国科学院院士秦大河

近年来,由于全球变暖造成极端性天气气候事件和气候灾害日益频发,气候风险日益加剧,给人类的经济社会发展带来了严重影响。地球为何变暖速度加快？气候变化又将如何影响我们的生活？为此《地球》记者采访了原国家气象局局长、联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第一工作组的联合主席、中国科学院院士秦大河。     

核能家庭与低碳经济

煤炭、石油、天然气等化石能源把人类推向了工业社会,与此同时,温室气体排放急剧增加,全球气候变暖日益严重,“低碳经济”由此应运而生。新能源在低碳经济中发挥着主力军的作用。     

未来全球不适宜居住的十大城市

全球气候变化已经严重影响到地球的生态和环境,更是让很多地区遭受前所未有的灾难。干旱、暴雨的侵袭,土地荒漠化的加剧,也给那里的人们造成了巨大威胁。如果人类没有相应的行动,只要世界平均气温上升2摄氏度,从威尼斯、巴黎到曼谷、东京,从好望角、爱琴海到天山冰川、亚马逊雨林,都将面临灭顶之灾,那些美丽的自然风光,那些悠久的文明古城,那些与人类长期为伴的物种,都将不在。     

极端天气改变未来城市面貌

气候变化引起的温度上升在城市地区效应更加明显。洪水并不仅仅在发展中国家造成人的困扰,许多发达国家城市也没有做好准备。单单住美国,纽约、迈阿密、新奥尔良这些城市都有严重的洪灾隐患。     

施氮和增温对鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地秋草生长期氧化亚氮排放的影响

湿地是地球上十分重要的氮库,而且对大气氮沉降增加、气候变暖等全球变化响应非常敏感。目前关于湿地氧化亚氮(N₂O)的研究还存在较大的区域不均衡性,湿地N₂O排放对全球变化的响应也具有很大的不确定性。因此,本研究通过在鄱阳湖灰化薹草(Carex cinerascens Kukenth.)湿地开展N₂O通量原位监测及全球变化模拟实验,以揭示鄱阳湖灰化薹草湿地N₂O排放变化特征及其对施氮和增温的响应关系。结果表明,鄱阳湖灰化薹草湿地总体上是N₂O弱源,平均N₂O通量为(5.77±1.45) μg/(m²·h)。施氮对鄱阳湖灰化薹草湿地N₂O通量有显著影响,相对于不施氮,施氮可显著提升2.7倍的N₂O排放通量。增温及其与施氮的交互作用对N₂O通量的影响不显著。鄱阳湖灰化薹草湿地N₂O排放过程主要由湿地植物调节,而与空气温度、土壤温度、土壤水分等非生物因素无显著相关关系。研究结果有利于深入认识全球变化与湖泊湿地N₂O排放的互馈作用,并为评估全球变化背景下湖泊湿地N₂O收支平衡提供重要支撑;未来还需要加强多因子交互作用研究并开展长期连续监测,从而为阐明湿地氮循环对全球变化的响应机制和构建气候预测模型提供验证数据和理论依据。