全球气候变化

BIOX.CN 2005-4-14 9:41:00 来源：生命经纬

气候变化是一个最典型的全球尺度的环境问题.70年代,科学家把气候变暖作为一个全球环境问题提了出来.80年代,随着对人类活动和全球气候关系认识的深化,随着几百年来最热天气的出现,这一问题开始成为国际政治和外交议题.1992年联合国里约环发大会上,通过并开放签署《气候变化框架公约》.气候变化问题直接涉及经济发展方式及能源利用的结构与数量,正在成为深刻影响21世纪全球发展的一个重大国际问题.

一、气候变化及其趋势
在地质历史上,地球的气候发生过显著的变化.一万年前,最后一次冰河期结束,地球的气候相对稳定在当前人类习以为常的状态.地球的温度是由太阳辐射照到地球表面的速率和吸热后的地球将红外辐射线散发到空间的速率决定的.从长期来看,地球从太阳吸收的能量必须同地球及大气层向外散发的辐射能相平衡.大气中的水蒸气、二氧化碳和其他微量气体,如甲烷、臭氧、氟利昂等,可以使太阳的短波辐射几乎无衰减地通过,但却可以吸收地球的长波辐射.因此,这类气体有类似温室的效应,被称?quot;温室气体.温室气体吸收长波辐射并再反射回地球,从而减少向外层空间的能量净排放,大气层和地球表面将变得热起来,这就是温室效应.大气中能产生温室效应的气体已经发现近30种,其中二氧化碳起重要的作用,甲烷、氟利昂和氧化亚氮也起相当重要的作用（见表 2）.从长期气候数据比较来看,在气温和二氧化碳之间存在显著的相关关系（见图 1）.目前国际社会所讨论的气候变化问题,主要是指温室气体增加产生的气候变暖问题.

表 2 主要温室气体及其特征

气体 大气中浓度（ppm） 年增长（％） 生存期（年） 温室效应（CO2＝1） 现有贡献率（％） 主要来源
CO2 355 0.4 50-200 1 55 煤、石油、天然气、森林砍伐
CFC 0.00085 2.2 50-102 3400-15000 24 发泡剂、气溶胶、制冷剂、清冼剂
甲烷 1.714 0.8 12-17 11 15 湿地、稻田、化石、燃料、牲畜
NOX 0.31 0.25 120 270 6 化石燃料、化肥、森林砍伐

引自全球环境基金（GEF）：Valuing the Global Environment,1998
本世纪以来所进行的一些科学观测表明,大气中各种温室气体的浓度都在增加.1750年之前,大气中二氧化碳含量基本维持在280ppm.工业革命后,随着人类活动,特别是消耗的化石燃料（煤炭、石油等）的不断增长和森林植被的大量破坏,人为排放的二氧化碳等温室气体不断增长,大气中二氧化碳含量逐渐上升,每年大约上升1.8ppm（约0.4%）,到目前已上升到近360ppm.从测量结果来看,大气中二氧化碳的增加部分约等于人为排放量的一半.按照政府间气候变化小组（IPCC）的评估,在过去一个世纪里,全球表面平均温度已经上升了0．3℃到0．6℃,全球海平面上升了10到25厘米.许多学者的预测表明,到下世纪中叶,世界能源消费的格局若不发生根本性变化,大气中二氧化碳的浓度将达到560ppm,地球平均温度将有较大幅度的增加.政府间气候变化小组1996年发表了新的评估报告,再次肯定了温室气体增加将导致全球气候的变化.依据各种计算机模型的预测,如果二氧化碳浓度从工业革命前的280ppm增加到560ppm,全球平均温度可能上升1．5℃到4℃.

图 1 大气二氧化碳浓度和气温变化

二、影响气候变化的因素
自然界本身排放着各种温室气体,也在吸收或分解它们.在地球的长期演化过程中,大气中温室气体的变化是很缓慢的,处于一种循环过程.碳循环就是一个非常重要的化学元素的自然循环过程,大气和陆生植被,大气和海洋表层植物及浮游生物每年都发生大量的碳交换.从天然森林来看,二氧化碳的吸收和排放基本是平衡的.人类活动极大地改变了土地利用形态,特别是工业革命后,大量森林植被迅速砍伐一空,化石燃料使用量也以惊人的速度增长,人为的温室气体排放量相应不断增加.从全球来看,从1975年到1995年,能源生产就增长了50％,二氧化碳排放量相应有了巨大增长（见图2－2）.迄今为止,发达国家消 耗了全世界所生产的大部分化石燃料,其二氧化碳累积排放量达到了惊人的水平,如到90年代初,美国累积排放量达到近1700亿吨,欧盟达到近1200亿吨,前苏联达到近1100亿吨.目前,发达国家仍然是二氧化碳等温室气体的主要排放国,美国是世界上头号排放大国,包括中国在内的一些发展中国家的排放总量也在迅速增长,前苏联解体后,中国的排放量位居世界第二,成为发达国家关注的一个国家.但从人均排放量和累计排放量而言,发展中国家还远远低于发达国家（见表 3）.

图 2 1950－1995年全世界化石燃料燃烧产生的碳排放量

表 3 15个排放二氧化碳最多的 序号 国家 二氧化碳排放量（百万吨） 人均排放量（吨）
1 美国 4881 19.13
2 中国 2668 2.27
3 俄罗斯 2103 14.11
4 日本 1093 8.79
5 德国 878 10.96
6 印度 769 0.88
7 乌克兰 611 11.72
8 英国 566 9.78
9 加拿大 410 14.99
10 意大利 408 7.03
11 法国 362 6.34
12 波兰 342 8.21
13 墨西哥 333 3.77
14 哈萨克斯坦 298 17.48
15 南非 290 7.29

世界资源所有：世界资源（World Resources）1996－97
人为的温室气体排放的未来趋势,主要取决于人口增长、经济增长、技术进步、能效提高、节能、各种能源相对价格等众多因素的变化趋势.几个国际著名能源机构--国际能源局、美国能源部和世界能源理事会,根据经济增长和能源需求的不同情景,提出了人为二氧化碳排放的各种可能趋势.从这些情景和趋势来看,在经济增长平缓,对化石燃料使用没有采取强有力的限制措施的情况下,到2010年化石燃料仍将占世界商品能源的3/4左右,其消费量可能超过目前水平的35％,同能源使用相关的二氧化碳排放量可能增长30-40％.发展中国家的能源消费和二氧化碳排放量增长相对较快,到2010年,可能要从90年代初的不足世界二氧化碳排放量的1/3增加到近1/2,其中中国和印度要占发展中国家排放量的一半左右.即便如此,发展中国家人均排放量和累积排放量仍低于发达国家.到下一世纪中叶,发达国家仍将是大气中累积排放的二氧化碳的主要责任者.当然,如果世界各国采取更加适合环境要求的经济和能源发展战略,二氧化碳排放可能出现不同的前景（见表2－4）.

表 4 世界能源理事会预计的能源消费和 二氧化碳排放情况（1990－2020）
高增长（1990－2020） 修改的参考方案（1990－2020） 参考方案（1990－2020） 强化生态保护（1990－2020）
经济年增长（％）
经合组织国家/前苏联和中欧国家 2.4 2.4 2.4 2.4
发展中国家 5.6 4.6 4.6 4.6
世界能源需求的增加比例（％） 98 84 54 30
二氧化碳年排放量超过1990年的比（％） 93 73 42 5

世界资源所等：世界资源（World Resources)1996－97

三、气候变化的影响和危害
近年来,世界各国出现了几百年来历史上最热的天气,厄尔尼诺现象也频繁发生,给各国造成了巨大经济损失.发展中国家抗灾能力弱,受害最为严重,发达国家也未能幸免于难,1995年芝加哥的热浪引起500多人死亡,1993年美国一场飓风就造成400亿美元的损失.80年代,保险业同气候有关的索赔是140亿美元,1990到1995年间就几乎达500亿美元.这些情况显示出人类对气候变化,特别是气候变暖所导致的气象灾害的适应能力是相当弱的,需要采取行动防范.按现在的一些发展趋势,科学家预测有可能出现的影响和危害有：
1．海平面上升
全世界大约有1/3的人口生活在沿海岸线60公里的范围内,经济发达,城市密集.全球气候变暖导致的海洋水体膨胀和两极冰雪融化,可能在2100年使海平面上升50厘米,危及全球沿海地区,特别是那些人口稠密、经济发达的河口和沿海低地.这些地区可能会遭受淹没或海水人侵,海滩和海岸遭受侵蚀,土地恶化,海水倒灌和洪水加剧,港口受损,