(杭州电子科技大学电子信息学院,浙江 杭州 310029)
摘要:通过数据分析研究世界上已有的物理变化对全球气候现象的关联性,分析全球气候变化,特别是科学界普遍认同的全球变暖的主要原因,以及发生气候变化可能带来的影响的利弊大小,为此判断总结是否有必要减缓全球气候变化,以及是否有能力减缓。实证结果证明,虽然在宇宙时间观中,人为因素微不足道,在有限时间尺度上,人类可以影响大气变化,相反所引起的气候变化会影响到人类自身的长期发展。
关键词:全球变暖;温室效应;人类发展;治理有效性;
The correlation between the causes and effects of global climate
change and human development
Zhang Zhichen
( Hangzhou university of electronic science and technology college of electronic information, Hangzhou, Zhejiang province, 310029)
Abstract:Through data analysis to study the relevance of existing physical changes in the world to global climate phenomena, To analyze the main causes of global climate change, especially the scientific community generally agree on global warming, and the pros and cons of the possible impacts of climate change. To sum up whether it is necessary to mitigate global climate changes and whether it has the ability to do so. The empirical results show that, although human factors are insignificant in the cosmic time view, human beings can influence atmospheric changes in a limited time scale, on the contrary, climate change will affect the long-term development of human beings.
Key words: global warming; Greenhouse effect; Human development; Effectiveness of governance;
引言:从1997.12京都议定书到2009年哥本哈根协议,达成全球气候变化共识,再到2015年的巴
黎气候协议,从特朗普决定退出巴黎气候协议、取消煤炭、甲烷管制,到拜登上任第一天重新签署《巴黎协定》、宣布计划用两万亿美元应对气候变化,2035年消除美国发电厂的化石燃料污染,实现电力部门无碳污染,2050实现100%的清洁能源经济和净零排放。全球气候变化引发的关注增加,由人类发展与全球气候变化的相互影响程度的大小,判断人为活动是否是引起全球气候变化的主要因素,以及判断人类的一系列治理措施,是否对其长期发展有益或说是否有效?
1.全球气候变化争议与事实依据
目前关于气候变化的科学共识是,最近的气候变暖表明一种相当稳定的长期趋势,这种趋势在很大程度上是人为造成的,全世界的主流科学组织(皇家学会、美国地球物理联盟、联合科学院、政府间气候变化专门委员会、美国气象学会和美国科学促进协会)同意这一评估,即过去50年观测到的变暖可能是由于人类造成的温室气体浓度增加。然而,在气候和气候相关领域,也有少量科学家不同意这一共识。以下自然现象原因及假设仍未被完全科学
界客观数据完全证实。
1.1新仙女木事件 “新仙女木”事件是末次冰消期持续升温过程中的一次突然降温的典型非轨道事件,冰河世纪结束以后,地球气候于大约1.7万年前开始变暖,气温逐渐地回升。两极、北美和北欧的冰川开始消融,海平面逐渐上升。到了1.3万年前,北半球的冰雪已经融化了相当大一部分。但是,这时,在12640年前,气温却突然下降,世界各地转入严寒,两极和高地的冰盖面积扩大,使得很多原先迁移到高纬度地区的生物大量死亡。这一次降温是很突然的,在短短十年内,地球平均气温下降了约7、8℃。这次降温持续了上千年,直到11500年前,气温才又突然回升。这是目前为止研究最为充分、地质证据最多的一次千年尺度气候气候突变事件。然而其精确起止时间、内部精细结构和气候触发响应机制仍存在许多争议。气温的突然下降似乎与全球气候变暖现象对立,而其时间跨度过大,抛开气候变化速率谈地质历史时期的温暖或寒冷气候都是无意义的障眼法。
1.2 21世纪以来欧亚冷冬频发,小冰河期假说 21世纪初叶尤其是2008年以来,全球变暖响应最显著的欧亚大陆冷冬频发,与自1980s以来的变暖大背景形成鲜明对比。NASA通过对太阳黑子的研究发现,太阳活动频率降低到了历史的最低点,意味着地球将进入小冰河期,实际上,太阳黑子数量的多少,只是相当于太阳活动强弱的象征,迄今为止,人类仍无法通过太阳黑子数量对其活动趋势进行预判,跟无法预测未来气候。况且有些观测数据本身也与小冰河期的出现相悖。
1.3 火山爆发、植物腐败、海洋变暖、太阳黑子 假设全球变暖是事实,关键是变暖的原因是否是二氧化碳?因为大气运动是个很复杂的过程,太阳、洋流、宇宙射线都参与其中,而二氧化碳只是地球大气的很小组成部分,而且这么小组分的气体增加有多少是人引起的也很难量化,火山爆发、动植物腐败等等都会产生大量的二氧化碳,且细菌释放二氧化碳的量也都是人类释放的1.5倍。并且二氧化碳的含量更有可能随着温度的升高而增加,海洋本身可以储存二氧化碳,如果温度升高,二氧化碳将会从海洋中释放出来。随着有效辐射强迫”(ERF)作为实际辐射强迫的优先定义及不断发展与使用,排除了火山爆发在气候上的重要且直接的影响结果后,发现净人类活动强迫超过自然辐射强迫机制而占主导。然而,人为ERF尚且具有不确定性,从而使得基于人为净ERF数据的预测与估计也同样具有不确定性。
1.4 宣扬全球变暖是否是政治或商业上的手段 在2007-2012年全球气温呈现下降趋势,是否意味着另一个冰河期的逐渐接近,且海底钻探古代沉积层样品显示,全球气候的变化模式并不支持全球气候暖化的论点。目前,在全球变暖领域投入了大量的研究资金来研究全球变暖的影响和预测,但是对于这些反对全球变暖的科学家来说,投入甚少。这也是反对派越来越弱的原因。商家把“低碳”作为一种宣传手段,而低碳产品往往比其他产品更贵,强制放弃普通产品而改用低碳产品会加重贫困人口的生活负担。“低碳”和“防止全球暖化”等口号实际上成了政治作秀,签订了《京都议定书》的国家并不积极减排,甚至还有所增加。 政治所大力宣传的全球变暖趋势与一些调查数据相驳,让人质疑全球变暖这一主张是否有蓄意夸大嫌疑。
1.5 人类是否有足够的能力治理监测全球气候 尽管IPCC第三工作组已经在SR15中给出在地球物理(排放途径要能够实现升温目标)、环境生态(生态服务和资源可供性)、技术、经济、社会文化、制度机制等六个维度中的可行性的指标框架。但由于评估与调查时间过于紧张,缺乏充分研究,使得在SR15中无法深入探讨实现1.5°目标下减排途径的可行性以及建立于可行性上的政策措施。
1.6 人类的治理措施本身是否对气候造成一定危害 “A 10-year effort by China to improve air quality and reduce pollution-related health risks has caused warming in areas across the northern hemisphere, according to new work. ” 为应对空气污染问题,中国实施了改善空气质量的清洁空气政策。主要侧重于减少二氧化硫等主要空气污染物的排放和初级气溶胶。然
而,对污染的治理改变了辐射强迫。实验评估了对气溶胶排放速率持续变化的近乎均衡的气候反应,在2006年至2017年期间,排放量下降了70%,碳排放量下降了30%。由完全耦合的海洋和大气气候模型的气候模拟表明,气溶胶排放率的降低可能净增加全球辐射强迫量0.09±0.03 W m+2,平均变暖0.12±0.01 °C。减少气溶胶排放政策,可能会增加更多的净变暖,这种尚不明确的变暖,相反又会增加国际气候减缓努力的挑战和紧迫感。研究采用NESM气候模型,证明大气中的气溶胶不仅直接散射和吸收太阳辐射(辐射效应),还通过作为凝结核、冰核来改变云的光学性质进而影响地球辐射平衡,由人为气溶胶引发的辐射收支平衡的调整被认为是人类活动影响气候变化的第二大途径,但目前对人为气溶胶气候效应的认知程度还较低,存在很大的不确定性。可见,人类对气候的治理会在一定程度上导致全球气候危机的加重,是否继续进行治理或是采用更先进的治理措施仍有待考究。
2. 全球气候变化的利弊分析
2.1 全球变暖将减少粮食产量 研究表明,气候变暖将会使全球作物产量的变化3倍以上。北京大学城市与环境学院王旭辉带领的的研究团队,通过贝叶斯条件概率统计方法,将48个增温数据与几个典型的作物模型相结合,实验结果得出升温1°将会使小麦、水稻、玉米和大豆有不同程度的减产。且气候变暖会逐渐提升微生物分解土壤有机质的速率,导致土壤的肥力降低,导致作物减产。其次,活跃了土壤环境中的离子交换,加重了土壤污染。土壤水分蒸发加剧,带动盐分上移,最终产生盐渍化的问题。且提升了有机碳矿化速度,引发土壤内部化学、物理以及生物反应。
2.2 大气环流, 洋流变化带来的影响 冰川的融化量大于源头增加量时, 会导致冰川逐步向极地地区迁移, 北极冰川的融化, 使得全球降雨量增加, 通过大气环流的影响, 大量淡水正通过挪威海, 汇入北大西洋, 使得墨西哥湾暖流遭到破坏, 从而影响北大西洋暖流。北大西洋暖流减弱, 进而导致欧洲西部暖湿气流减弱, 欧洲和北美东部气候变冷,从而导致新仙女木事件发生的可能性增大。全球气候变暖导致未来100至200年内海平面上升至少1米,将会淹没一些沿海地区,还会让土地盐碱化程度增大。
2.3热带气旋 实验利用历史观测数据、SODA再分析资料和耦合模式比较计划CMIP5的模式输出,采用最新的热带气旋最大潜在强度公式,系统分析热带气旋MPI以及与MPI相关的各个变量,得出CAPE项变量对热带气旋的强度和频数的影响较大。全球气候变暖背景下,海洋和大气的状态都将发生改变,增加了对热带气旋强度影响的不确定性,以及引发热浪、飓风、洪涝和干旱等一系列反常的气候。
2.4 导致海洋甲烷的排放加剧 据研究数据表明,随着全球气候变暖,海洋温度上升,海洋中的天然气水合物CH4排放量呈上升趋势。温室气体的急剧增加发过来使得全球变暖形成正反馈效应,气候变化会更加严重。
2.5 部分地区农业得以开发及发展 全球气候变暖使得部分作物播种期提前,适播作物的种类增多,提高作物的适播海拔,扩大作物适播面积,部分作物会在气候变暖的影响下能够提升产量,这些因素对于这些地区的农业发展都有积极的影响。且全球气候变暖使得部分高原冰层融化,从而使得土地面积扩大,得以发展农业。
3. 结论
总体而言,从人类发展的时间尺度上看,人类活动对全球变暖的影响似乎并不能与自然强迫抗衡,且减少二氧化碳排放或是以人类的力量实施节能减排的措施减缓全球变暖效应可能也没有宣传中的有成效,在一定程度上,还可能加剧全球气候变暖。但若放开对二氧化碳排放的规定,必定会直接导致现有整个节能与环保体系的崩溃。并且从全球变暖利弊角度分析,益处几乎体现在极少部分地区上,对全球区域而言,气候变暖带来的弊大于利。所以得
出减缓全球变暖对人类长期发展有重要意义,人类应为减缓气候变暖做出努力。
参考文献:
[1] Daniel Headrick. Global Warming, the Ruddiman Thesis, and the Little Ice Age. 2016, 26(1):157-160.
[2] V. Ramaswamy, W. Collings, J. Haywood, J.Lean, N. Mahowald, G. Myhre, V.NAIK,K.P.SHINE, B.SODEN,G.STENCHIKOV,T.STORELVMO, Jia Peng-qun, Li Jing-hua.Chap.14 Radiative forcing: the concept, mechanism, quantification and application of radiative forced climate [J] .Journal of Meteorological Science and Technology, 2019,9(S1):217-236.
[3] Zheng Y X, Zhang Q, Tong D, Steven J Davis, Ken Caldeira. Climate effects of China’s efforts to improve its air quality. Environmental Research Letters, 2020; 15 (10): 104052 [4] 史湘军,沈沛洁,朱寿鹏,吉璐莹,张海鹏,刘娇娇,陈伯民,李震坤.基于CMIP6强迫模拟分析 人为气溶胶的气候效应(一)——介绍NUIST模式评估结果[J].大气科学学报2020,43 (03):506-515. [5] 姜克隽.IPCC第三工作组第六次评估报告:全球减缓走向何方?[J].气候变化研究进 展,2020,16(02):251-252.
[6] Wang, X., Zhao, C., Müller, C. et al. Emergent constraint on crop yield response to warmer temperature from field experiments. Nat Sustain 3, 908–916 (2020). [7] 沈南熏.全球气候变暖下的经济影响[J].商讯,2019(04):71+88.
[8] 应美佳. 全球气候变暖背景下海洋大气环境变量对热带气旋强度影响的机制研究[D].上 海交通大学,2019.
[9] 党宏月,李嘉.变化海洋中的甲烷气候临爆点潜力及生成悖论[J].中国科学:地球科 学,2018,48(12):1551-1567.
[10]贾博轩.全球变暖对我国西北地区农业生产的影响[J].江西农业,2019(20):101-102.
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