全球气候变化2

人类活动对气候的影响,一、城市化 所有城市地区都改变了其局地气候，城市越大，影响就越大。局地天气的多特征都反映了城市和周围乡村地区之间环境的差异。 20世纪初，城市人口约25亿，仅仅是世界人口的大约l5； 而20世纪末，有接近一半的全球人口(全球人口约60亿)居住在城市，,像很多大城市一样，墨西哥城在风和日丽时会遭受严重的光化学烟雾。这种烟雾因城市热岛效应而加剧,城市热岛效应,城市污染城市污染物的增加既是一种重要的环境灾害， 又对局地气候有重大影响。 最危险的情况发生在风和日丽的日子里。阳光 强烈时这些污染物发生化学反应形成光化学烟雾颗粒物浓度的增加明显地减少了太阳辐射，并且 与热岛效应引起的上升气流共同作用，增加了城市 和下风方上空的云量。 另一种影响是造成降水，尤其是阵性暴雨和雷 暴增多。 许多城市里气流不畅，这样的地理位置加剧了 污染问题，,改善城市生活,由于附近城市的空气污染，印度阿格拉城(Agra)附近宏伟的泰姬陵现在很少能直接沐浴阳光。污染还损坏了泰姬陵上精美的雕刻。,二、温室气体 人类活动影响全球气候的最明显的例子就是人类活动弓|起的辐射活跃气体排放所造成的变化。最令人瞩目的是矿物燃料燃烧造成的二氧化碳(C02)的增加，不过其他许多物质的排放也对气候具有潜在的重要影响。,人类活动对地球气候的影响主要是由发电厂和机动车辆排放的C02以及其他温室气体造成的。,哪些排放最重要？与人类活动有关的排放是那些辐射活跃的气 体(通常称为温室气体)的排放。这些气体中研究得 最多的是CO2 大气中CO2的浓度从20世纪初的280 ppm增加 到了l999年底的367 ppm。,位于夏威夷冒纳罗亚山顶的观象台记录了自1958年以来大气中二氧化碳浓度升高的连续变化。该记录对提高全球意识、警惕持续增加的温室气体对气候的潜在影响具有重要意义。,其他主要温室气体中，甲烷(CH4)在大 气中的浓度呈明显上升趋势从工业化之 前的约700 ppb上升到20世纪90年代末期的 约1730 ppb。 其他重要温室气体有氧化亚氮(N2O)和卤烃包括 氟氯碳化物(CFCs)以及其他含氯、含溴的化合物,排放速率的变化20世纪80年代末期，大气C02浓度快速增长， 90年代初明显下降，90年代末期又迅速增长。与其 相邻年份相比，大气中C02浓度迅速增加已经成了 厄尔尼诺事件的标志。 全球平均的大气C02年增长率的这种变化，折 合成碳相当于每年向大气圈输送30亿40亿t碳。这 种变率不是单用矿物燃料排放所能解释的。 从长期来看，大气中温室气体的增加基本与人 类活动排放量呈线性关系。,甲烷近年来在大气中的浓度增加也很大。其年增长率从1980年的l5 ppb·a降低到1990年的10 ppb·a-1，在20世纪90年代降低得更多，而且年际间波动相当大。这意味着在未来几十年中，甲烷浓度有可能缓慢接近一个有限的值(约1800 ppb)。至于具有较大增温潜势的重要温室气体CFCs（氯氟烃），保护臭氧层的国际行动已经使这些污染物的浓度稳定在某种水平上。,改变大气的辐射平衡,世界各地的观测一致表明，大气中二氧化碳的浓度是增加的。,三、大气颗粒物农业活动向大气中排放烟尘和液态粒子(气溶胶) 的过程，有时被称做“人造火山”。在人类对气候的 影响中，这种排放过程是截至目前人们最疏于了解 的方面之一。,大气气溶胶能够以两种重要的方式改变气候 第一，它们散射和吸收太阳辐射和红外辐射； 第二，它们能够改变云的微物理性质和化学性质，还可能改变云的寿命和范围。,不同类型的云 气溶胶和云滴微粒的大小变化范围很大，所以，它们散射和吸收太阳辐射和地球辐射的程度在很大程度上取决于它们形成的云的类型。 气溶胶还可以作劾云滴的凝结核对云产生另一种作用。气溶胶数量增加将有助于增加云滴数量而减小云滴的大小，还可能增加冰晶的数量。,人造火山,机械化的农业耕作在大气中形成了大量的灰尘。,人们已经制定了一系列的规章制度来尽可能地减少污染物向大气直接排放，但是冷却塔(如芬兰的这家造纸厂)排放的废气中的凝结核却能影响大气的成云性质。,硫酸盐颗粒物 对颗粒物构成研究得最多的是矿物燃料燃烧释放的硫酸盐气溶胶的形成及其在大气中的滞留时间。 北半球凝结核的浓度大约是南半球的3倍。据估计，较高的凝结核浓度只使北半球的辐射强迫升高了约50。,1997平9月，印度尼希亚遭受干旱的很多地区都发生了大火，大火在当地形成厚厚的一层烟雾(对流层低层的臭氧)，并且很陕扩散到马来西亚和印度洋上空。这些有害污染物质受到美国国家航空航天局：NASA)的臭氧总量成像光谱仪(TOMS)的跟踪监测，并且污染因厄尔尼诺现象的出现而加剧。,三、毁林和荒漠化 陆地植被的清除和改变会对气候产生不同的影 响。自有人类以来这些活动就开始了，但是近几十 年来，对热带雨林的破坏和世界沙漠范围的变化尤 为突出，已成为重大的环境问题。,尽管在漫长的岁月中为驱除蛮荒和生产新植物而进行的植被燃烧对森林覆盖产生了很大影响，尤其是在全世界的亚热带地区，但真正大规模的毁林却是随着中东农业的出现，在大约10 000年前才开始的。从此，由于农业活动的开展以及以建筑用材与燃料为目的的森林开采，北半球陆地植被大部分发生了变化。欧洲的森林覆盖率从公元900年的80减少到公元l400年的20。在美国东部，四分之三的森林植被毁于l8纪和l9世纪。在较高纬度地区，这种变化对气候的更重要的影响是反照率的变化，尤其是在冬季。,当前的毁林活动,森林砍伐的间接效应广泛而且深刻。在山区，增强的径流冲走了表层土壤，这些土壤又淤塞了河流，因此，毁林对洪水问题具有了双重影响既加快了水进入河流的速度，又妨碍了河水在洪泛平原地区的下泄。,荒漠化和土地退化最常提到的不可持续的土地利用方式是过度耕作、过度放牧、毁林和缺乏灌溉，这些问题是全球范围的，影响到100个国家的9亿多人口。大约四分之一的地球陆地面积(约36亿hm2正在受到土地退化的影响。荒漠化在某种程度上威胁着30的灌溉土地、47的雨养农业用地和73的牧场。据估计，土地退化过程每年使150万-250万hm2的灌溉土地、350万-400万hm2的雨养农业用地和约3 500万hm2的牧场部分失去或者完全失去生产能力。,撒哈拉沙漠正在扩侵的沙丘威胁着毛里塔尼亚欣盖 提泰开姆一开姆特的绿洲,不断扩大的沙漠还威胁着世界上许多人口稠密的地区。在中国，旱灾占所有农业自然灾害的50，华北和黄河流域的降水量已经呈现减小趋势。黄河在1972年第一次出现部分河段断流，但是自1985年以来，这种现象每年都有发生，到l997年，某些河段完全干涸竞长达226天。这种变化大多可归咎于黄河中下游地区对河水的过度利用，同时20世纪90年代华北降水量的减少给首都北京也造成了严重的影响。2000年，北京经历了多次特强沙尘暴，给大家留下了深刻的恶劣印象。现在，华北大部分地区都处于荒漠化的威胁之中。,人类在不同程度地开展围攻沙漠的行动。图中是尼日尔勾耳(Gour)附近用于稳定沙丘的灌从,盐渍化最近，世界半干旱地区的毁林是形成盐渍化的另一个主要因素。树木被砍伐以后，水位上升，表层土壤盐度升高。18世纪后期欧洲移民在澳大利亚定居后，为了建造家园、农场或者建设城市，据估计有l50亿颗树木被砍伐。树木可以阻止水位上升，其根系能吸收上千万加仑(英制单位，1加仑=4546 09 L)的水，然后这些水再在烈日下蒸发。现在，原来大面积的可耕地正逐渐消逝，因为深根树木的砍伐引起了水位上升，使盐分进入了土壤表层。,澳大利亚森林砍伐地区的盐碱渍化正在使大面积土地成为干旱荒地。,五、平流层臭氧耗减 自20世纪70年代初以来，臭氧层的破坏已经成为科学研究的热点话题。不同时期的科学家8经指出，高速飞行的航空器的废气的尾迹、化肥使用的增加、氯氟碳化物CFCs的使用都对臭氧层有潜在的破坏作用。现在我们知道，CFCs B经在南极上空形成臭氧洞，并导致最近北极上空臭氧耗减。,五、平流层臭氧耗减 当l995年克鲁岑(Paul Crutzen)、莫利纳(Mario Molina)和罗兰(FSherwood Roland)由于在臭氧光化学领域的贡献而被授予诺贝尔奖时，臭氧洞的科学重要性最终被充分肯定，并告诉我们人类活动对全球环境的影响。尽管在20世纪80年代初期就有一些个别的观测，包括1982年日本研究组出版的观测结果，但是一直到英国南极局的法尔芒(Joe Farman)于1985年发表了一篇关于南极上空臭氧厚度在20世纪80年代早期有所下降的文章之后，臭氧减少的真实数值才得到认可。,2000年10月12日的图像表明,南极臭氧洞的发现对科学思想和政治观点都有深刻影响。 这是人类在全球尺度上影响大气重要成分的第一个确定的证据。科学界对南极臭氧洞的反响非常快，为了解释臭氧显著减少的原因，科学家追根溯源，证明氯氟碳化物(CFCs)是破坏大气臭氧层的元凶，而工业用清洁剂和冰箱等致冷器中的喷雾剂是根源，人类着手开展了大规模的国际科学计划，更重要的是立即开展国际行动，达成了一致协议，控制CFCs的排放。,正如l999年的臭氧探测图所示，每年南半球春季时太阳在南极上空平流层的重现几乎完全破坏了l222km高度之间的臭氧层。,