大气CO_2变化与气候

在地质历史时期,地球的气候不断在变化,全球大气CO2浓度也在变化,二者之间是否存在一种响应—反馈作用,目前存在争议较大.本研究从地质时间尺度、千年以来和现代气候变化3个角度进行介绍,认为全球气候变化是多重时间尺度变化规律的叠加,从长时间尺度来看,全球平均温度和大气CO2水平均表现出整体降低的趋势.地质历史时期存在多次大气CO2浓度升高的时期,有时甚至可达现在大气CO2水平的十几倍.气候变化与大气CO2的关系非常复杂,高CO2时期并不全部对应于高温时期.千年以来的气候变化在全球各大洲均有温暖时期的出现,并且很多地方的重建结果表明中世纪暖期的全球平均温度要比现代的全球平均温度还高.但这一区间的温度变化和大气CO2水平在1850年之前没有明显的相关性.近百年的气候观测资料表明全球平均温度上升了0.74℃,但对于这种上升的理解目前还存在较大争议.是否确实是由于人类活动（主要是工业革命以来）导致了全球CO2水平增高,进而导致全球变暖,需要更多的证据来验证.     

从陆地和海洋生态系统角度辨析大气CO2浓度与全球变暖关系

根据古气候记录的温度与大气CO2浓度变化的关系,结合近百年尺度陆地和海洋生态系统碳库对全球变暖的响应模式,探讨大气CO2浓度升高与全球变暖的关系.结果发现,不论是古气候记录的大气CO2浓度升高的时间滞后于升温的时间,还是古气候与近百年来大气CO2浓度升高幅度相近条件下,两者升温幅度存在约10倍差异的事实,均不支持"大气CO2浓度升高驱动了全球变暖"的观点.近百年尺度陆地和海洋生态系统碳汇功能随升温降低从而增大了大气CO2来源,这有可能是"温度升高促进了大气CO2浓度增加"的原因.陆地生态系统碳汇功能降低的驱动机制可能是由于升温降低了陆地生态系统的净初级生产力,增大了异氧呼吸和有机碳分解速率所致;而海洋CO2吸收能力的降低则可能与升温导致CO2溶解度、海水盐度降低以及海洋温盐环流削弱或破坏等有关.     

全球化与全球变化关系研究

全球化是本世纪人类社会发展的最重要特征之一,它不仅促进了产品和服务的流动,而且促进了劳动力、金融、资源及环境生产要素等的流动,技术的发展提高了生产效率和物质要素的可利用性.全球化扩大了人类活动的范围和影响程度,对人类社会、政治、文化、经济等各个方面都产生了影响,从而加深了全球环境变化.全球环境变化已经成为伞球化进程的重要方面,人类对全球环境变化的应对方式直接关系到人类的生存及可持续发展.全球化深化了国际分工,发达国家制造业大量向发展中国家转移,从而导致发展中国家承担了更多的环境污染,造成发展中国家碳排放增长较快.在全球化进程中,中国在享受初级产品大量出口并产生顺差的同时,也把环境污染输入进来,并把大量资源输出去,从而造成中国资源紧张和环境污染.随着中国经济实力的增强,中国的政治、文化等都会在全球产生更大影响,研究全球化进程对中国现代化进程的影响及中国现代化进程对全球化的影响、全球化进程与全球环境变化的关系具有重要的理论和实践意义.     

腾格里沙漠民勤实验点夏季沙丘CO2浓度变化

为查明腾格里沙漠沙丘CO2浓度和昼夜变化规律,利用红外CO2监测仪在2009年夏季对腾格里沙漠两南部的民勤沙丘CO2浓度变化进行了昼夜连续观测,研究了不同类型、不同深度沙丘CO2浓度变化.研究得出:所有实验点CO2浓度在深度上的变化与通常观测的不同,2m和4m处的CO2浓度都比1 m处的大;固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值大于半同定沙丘的昼夜CO2浓度累积值,而半固定沙丘的昼夜CO2浓度累积值又大于流动沙丘的昼夜CO2浓度累积值;沙丘白天CO2浓度累积值高于夜间;在极端干旱的腾格里沙漠西南部,不论是固定沙丘、半固定沙丘还是流动沙丘,CO2浓度在一昼夜内也具有清楚的变化规律,即从当日09:00左右到次日09:00点左右均呈现由低到高再到低的变化,但CO2浓度升降相对于大气温度的升降具有一定的滞后性,滞后时间约1～3 h;沙丘CO2浓度和大气温度之间存在显著的正相关关系,温度是决定CO2昼夜浓度变化规律的主要因素.在极端干旱的民勤沙漠区,各类沙丘沙层中的CO2浓度都明显高于空气CO2浓度.     

雾霾和全球变暖关系密切

当人们越来越关注雾霾,对全球变暖这个问题关注度似乎就降低了。但是从王不境保护方面来说,雾霾和全球变暖有密切的关系。过去100多年,人类排放的温室气体造成的全球气候变暖,远远超过了自然界固有的变化。而过去50多年,全球升温50％以上则由人类活动造成。根据世界气像组织100多年连续观测的资料,全球地表平均温度在过去100年中大约上升了0．7～0．8度。     

还原CO2增多导致全球变暖的一些误读

众所周知,CO2是一种温室气体。但在生活中,很多人一提到温室气体就会联想到CO2和温室效应,继而认为是人类排放的大量二氧化碳加剧了温室效应从而引起了全球变暖。在他们看来,CO2等温室气体是有害气体,是它们导致了全球变暖,进而导致了一系列因全球变暖而来的灾难。于是世界各国都在积极呼吁提倡低碳生活,主张减少碳排放,进而缓解全球变暖的趋势。事实真是如此吗？是CO2增多导致全球变暖了吗？     

沙漠及绿洲不同覆被下大气CO2浓度的梯度变化

运用美国生产的开环气体交换系统LI-6400便携式光合作用测定系统,研究了沙漠及绿洲不同覆被下大气CO₂浓度的梯度变化。结果表明,2001年巴丹吉林沙漠南缘大气CO₂浓度为366μmol·mol^-1,秋季大气CO₂浓度梯度在1~ 10m高度范围内为0,CO₂浓度与气温呈线形正相关,相关系数为0.87;与空气相对湿度呈线形负相关,相关系数为 -0.86。秋季绿洲区CO₂浓度高于沙漠区,人类活动向大气排放CO₂,是绿洲区CO₂浓度高于沙漠区的主要原因。绿洲不同覆被类型其CO₂浓度梯度明显不同,影响CO₂浓度梯度的主要因素为:人类活动、覆被变化、气象因子。覆被变化研究得出,杨树林初秋光合作用最强时在10m高度范围内CO₂浓度可降低22μmol·mol^-1;另外得出,降雨能够明显降低空气CO₂浓度。     

从地质时期大气CO_2浓度与温度的对应关系分析现代气候变暖不确定性

气候变化问题是近年来国际社会所关注的热点,对于近代全球是否在变暖？以及驱动变暖的因素到底是什么？是自然过程还是人为作用？科学家们一直对此有着不同的见解.政府间气候变化专门委员会（IPCC）认为现在全球变暖是因为人类活动排放了大量CO2,其浓度增加而导致增温,但是很多科学家并不赞同.为了理清这一问题,本研究整合了近年来有关地质时期及现代大气CO2浓度与温度的关系数据,对其进行了梳理分析,结果显示不论是从地质年代的长尺度上来看,还是从近代的短尺度上来看,CO2浓度变化与全球气温变化之间都不存在一个足以令人信服的关系,因此,以此证明现在温度的增加是由于CO2浓度增加所引起的是不科学的.关于温度变化的驱动因子还存在很大的不确定性,也就不能明确地判断大气温度增加的主导因素是自然过程还是人为作用.     

辨析“气候变暖”

近年来人们对＂气候变暖＂及其机制的争论达到了前所未有的程度,这可能是因为气候变化不再是单纯研究大气变化规律的科学,而变成一门与＂减排方案＂和＂征收碳税＂有关的政治与经济问题相联系,与国家经济利益有关的崭新课题.＂气候变暖＂既与利益有关,就会难免偏离公正,偏离纯理论科学.本研究对国内外＂气候变暖＂最新动态进行回顾分析,得出以下认识和结论.1）过去百年城市发展,极大地影响了器测温度数据,如果没有对＂热岛效应＂进行矫正,无疑高估了过去百年全球升温的幅度;2）过去百年全球有所变暖是事实,但不同学者增温估算不一致.不仅升温幅度不确定,而且人类和自然因素对升温贡献各占多少也不确定;如果考虑到城市发展对增温估算的影响,过去百年增温应当比0.4℃更低,远没有达到历史上次级波动的变化范围.3）尽管过去百年地球有所变暖,但在万年轨道尺度上,现在地球处于变冷的大趋势过程中.对现在气候变暖更合理解释,是属于变冷大趋势中的次级变暖波动;4）不论过去还是现在,大气CO2浓度变化总是落后于温度变化,即总是温度驱动着CO2变化,而不是CO2浓度驱动地球增温.     

全球气候变化大趋势与次级波动

联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）报告近百年升温约0.74℃,并将气候变化归因于人为排放的温室气体,然而该报告中的多处结论引起了国际社会对IPCC报告的广泛质疑.人为排放的温室气体对全球升温贡献有多大？人为过程与自然过程对全球变暖分别贡献多少？IPCC评估报告中过去百年0.74℃的变化是否为变冷总趋势中的次级波动？针对这些问题,本研究梳理了近年来全球气候变化的相关研究成果.结果显示,第四纪以来的地球气候波动主要受控于太阳辐射变化周期,各个时间尺度上的气候变化既表现出明显的周期性,也同时存在次一级的波动.在全新世晚期气候变冷的背景下,气候变化千年—百年尺度上同样存在一系列周期性和次级波动,且波动范围在0.5～6℃之间变化.IPCC报告中百年气候变暖的合理解释是全球变冷趋势下的次级波动.     

民勤荒漠区气候变化对全球变暖的响应

 近年来,全球变暖已成为一个全世界广泛关注的问题。那么,荒漠气候是如何响应全球变暖的呢？以中国西北典型荒漠地区民勤为例进行了分析。结果表明,民勤荒漠区年平均气温的抬升速率高于20世纪全球气温抬升速率和中国近100 a气温抬升速率;2—6月和11—12月月平均气温表现为不同程度增温趋势,其中,2月增温最明显;从20世纪全球最暖的80—90年代开始极端最高气温变幅明显增大,极端最低气温间歇式下降,极端最高气温和极端最低气温的不稳定性增大;在变暖的同时,降水量表现为增加趋势;1956年以来当地沙尘暴发生日数表现为减少趋势,其原因主要是1961年以来当地的空气相对湿度增大,暖湿气候是导致沙尘暴减少的主要原因之一。     

湿地生态系统对气候变化的响应

气候变化常伴随着区域气温及降雨条件等发生变化,对湿地水文、生物地球化学过程、水质与水循环、湿地能量平衡与湿地生态功能等产生较大的影响。湿地水文条件是决定湿地生态过程的关键因子,气候变化引起的地表积水水位变化直接影响湿地植物优势种群结构的演替及氧化-还原环境条件的变化,导致湿地生态过程的变化及温室气体排放强度和时空分布特征等的变化。气候对湿地结构和功能的影响还包括营养物质和矿物质的循环及食物链的动态变化等。     

全球气候变暖的影响问题辨析

气候变暖对全球各领域及地区可能造成什么样的影响是气候变化相关研究中受关注的一个主题.本研究对全球观测数据和大量过去气候变化研究成果进行分析,针对几个关键问题就全球变暖对人类及其他物种造成不良后果的观点进行了辨析,包括气候模型可能存在的缺陷,冰川、海冰和海平面以及降雨量和水资源变化的不确定性,极端天气事件增强的可能性以及生物的适应能力,指出不宜简单地将所有灾害事件都直接归因于全球变暖,应该在全面科学评估的基础上趋利避害,从而达到更持续发展.     

全球环境变化研究与人文地理学的参与问题

全球环境变化是当今世界关注的热点问题之一。随着全球环境变化研究的深入,人们更加深刻地认识到全球环境变化不单纯是自然环境系统本身的科学问题,而是包括国际政治、经济和社会人文诸多方面综合的、复杂的问题,所以全球环境变化研究引起了相关学科领域越来越深的参与,愈来愈呈现出自然与人文要素综合集成研究的趋向。过去的科学实践已证明地理学是全球环境变化研究的重要力量。地理学参与全球环境变化研究,不完全归因于它在探讨人类-环境相互作用中具有综合研究的学科特性,部分原因是学科自身发展的需要。本文强调我国人文地理学要积极参与全球环境变化的相关研究,初步讨论了人文地理学要关注的相关理论和实践问题、人文地理学参与的途径及能力建设问题。