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氣候變化不是孤立的，地球不同圈層之間相互作用才構(gòu)成了氣候系統(tǒng)。氣候系統(tǒng)包括大氣圈、巖石圈、水圈、生物圈和冰凍圈，近些年人類圈又被提出。各圈層與大氣圈相互作用，影響著地球的氣候狀態(tài)。

近日，瑞士恩格爾貝格的工作人員為鐵力士山上的冰川鋪上了白色的毯子，以防止冰川融化。這是當(dāng)?shù)貫榭s小全球氣候變暖對(duì)冰川影響的一種無奈之舉。

氣溫升高、冰川融化，以及近年來頻發(fā)的極端天氣現(xiàn)象，都發(fā)生在全球變暖的重要?dú)夂虮尘跋隆?/p>

如何識(shí)別全球變暖，它如何對(duì)地球產(chǎn)生影響?全球變暖給我們帶來的直觀感受，只是越來越熱嗎?

國(guó)家氣候中心首席專家、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)教授任國(guó)玉認(rèn)為，全球變暖已是公認(rèn)事實(shí)，但其帶來的影響十分復(fù)雜，科學(xué)認(rèn)知防范全球變暖，平衡研究尤為重要。

在地球各圈層均有跡可循

“氣候變化不是孤立的，地球不同圈層之間相互作用才構(gòu)成了氣候系統(tǒng)。”任國(guó)玉介紹，氣候系統(tǒng)包括大氣圈、巖石圈、水圈、生物圈和冰凍圈，近些年人類圈又被提出。各圈層與大氣圈相互作用，影響著地球的氣候狀態(tài)。這6個(gè)圈層中，任何一個(gè)圈層的變化都可能引起一個(gè)地區(qū)甚至全球的氣候變化。

平均溫度、降水量、極端溫度和降水的長(zhǎng)期顯著變化，以及墨西哥灣颶風(fēng)強(qiáng)度變大、山地和北極冰川和海冰加速融化等，均是氣候變化的表象。

目前來看，全球變暖是全球氣候變化最重要的跡象之一。

任國(guó)玉說，全球變暖的觀測(cè)研究，需要使用長(zhǎng)序列地表溫度資料。最早的地表氣溫觀測(cè)，是在17世紀(jì)的歐洲，但比較系統(tǒng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)僅有100多年。20世紀(jì)中期后，觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)逐步加密、觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量不斷提高。我國(guó)具有至少60年觀測(cè)數(shù)據(jù)的地面氣象站點(diǎn)有2400個(gè)左右;還有120多個(gè)探空站點(diǎn)，可觀測(cè)地面到一萬多米高度的大氣異常和變化情況。

世界氣象組織發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2019年全球地表年平均溫度比1850年—1900年平均值高1.1攝氏度，有記錄以來僅次于2016年。20世紀(jì)80年代以來，每10年的氣溫都比上一個(gè)10年高。

20世紀(jì)50年代初以來，全球地表平均氣溫平均每10年升高0.12攝氏度;我國(guó)年平均地面氣溫每10年上升0.25攝氏度。剔除城市化影響偏差以后，我國(guó)每10年上升速率為0.18攝氏度左右，比全球平均略高。

任國(guó)玉指出，城市化影響偏差，以及全球陸地和海洋觀測(cè)記錄的空間覆蓋不均勻，特別是早期全球陸地和海洋大部分地區(qū)缺少觀測(cè)，是造成目前全球變暖速率估計(jì)不確定性的主要原因。

全球變暖不僅表現(xiàn)在器測(cè)數(shù)據(jù)顯示的地表平均溫度上升，實(shí)際上，其影響在地球的各個(gè)圈層均有跡可循。

作為地球水圈的主體，海洋熱含量增加;自1993年以來，海平面的上升趨勢(shì)為(3.3±0.3)毫米/年;同時(shí)，因?yàn)楹Ｑ笪樟舜髿庵嗅尫诺倪^量二氧化碳，海洋酸化明顯。

而在冰凍圈，全球變暖造成全球積雪和雪蓋融化加劇，全球海冰和冰原明顯融化，范圍明顯減小。

“冰凍圈十分特殊，被科研人員視為地球氣候變化的晴雨表。”任國(guó)玉表示，冰凍圈具有高易變性、高反照率、啟動(dòng)大洋環(huán)流傳輸帶和巨大相變潛熱等獨(dú)特性，深刻影響全球氣候環(huán)境變化和異常。

其中，南極冰蓋和格陵蘭冰蓋保存有地球氣候和環(huán)境變化記錄。IPCC第五次評(píng)估報(bào)告指出，1992年至2011年，格陵蘭冰蓋和西南極冰蓋冰量損失增加，且增加速率呈現(xiàn)加快趨勢(shì)。

在陸地巖石圈和生物圈，全球變暖下，生長(zhǎng)季的長(zhǎng)度有加長(zhǎng)的趨勢(shì);冬季變短，夏季變長(zhǎng)，以北半球?yàn)槔?952年—2011年北半球平均夏季從78天增加到95天，冬季從76天減少到73天;全球綠化、物種范圍移動(dòng)均有增加趨勢(shì)。

發(fā)生氣候突變可能性不大

盡管全球變暖在地球各圈層均有所顯現(xiàn)，但對(duì)于大氣圈，任國(guó)玉說，全球變暖最直接的影響就是與氣候關(guān)系極為密切的大氣水汽含量變化。溫度每升高1攝氏度，空氣中就能多容納7%的水汽。

觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，隨著全球變暖，中高緯度地區(qū)一般呈現(xiàn)出降水量增加趨勢(shì)，而歐洲和非洲副熱帶地區(qū)一般呈現(xiàn)出降水量下降趨勢(shì)，有研究認(rèn)為這會(huì)導(dǎo)致干的地方愈干、濕的地方愈濕。

在全球變暖背景下，各地降水結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變化。在我國(guó)，近50年來，年平均雨日總體呈下降趨勢(shì)，小雨日數(shù)減少達(dá)13%，而暴雨日數(shù)呈現(xiàn)一定程度增加。

人類能感知到的不利影響遠(yuǎn)不止如此。

過去幾十年，伴隨氣候變暖，我國(guó)北方干旱和南方水澇災(zāi)害都有增加趨勢(shì)。但對(duì)于未來情景，科學(xué)家們莫衷一是。

有科學(xué)家認(rèn)為，到2050年，我國(guó)北方年平均氣溫將升高1攝氏度以上，但降水增加很少，會(huì)導(dǎo)致氣候變干，河湖水量減少。另一方面，隨著人口增加和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，北方需水量將持續(xù)上升，水資源短缺可能趨于嚴(yán)重。也有科學(xué)家認(rèn)為，未來氣候變化將使我國(guó)北方，特別是華北地區(qū)和西北地區(qū)降水量顯著增加，氣候條件趨向濕潤(rùn)。

根據(jù)IPCC報(bào)告，預(yù)計(jì)到2100年，全球變暖會(huì)導(dǎo)致海平面上升50厘米。由于地面沉降，我國(guó)遼河、海河、黃河、長(zhǎng)江和珠江三角洲沿岸，海面上升速率將高于全球平均值。海面上升會(huì)導(dǎo)致海岸侵蝕、加速海水倒灌和地下水污染、引起土壤鹽漬化、破壞海岸生態(tài)系統(tǒng)、增加強(qiáng)風(fēng)暴潮危害。

我國(guó)瀕危植物達(dá)1000余種。如果氣候變化速率太快，加之人類活動(dòng)造成的動(dòng)植物碎片化分布，一些物種將加速滅絕。物種滅絕對(duì)我國(guó)未來農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、制藥業(yè)、旅游業(yè)都將造成無法挽回的損失。

那么，全球氣候會(huì)不會(huì)發(fā)生突變?

對(duì)此，任國(guó)玉表示，氣候變化發(fā)生在包括多年代、百年、千年甚至更長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)間尺度上，涉及氣候系統(tǒng)外強(qiáng)迫因子及其變化，也涉及氣候系統(tǒng)內(nèi)部分量的變化及反饋機(jī)制，“在可預(yù)見的未來，像電影《后天》中描述的快速氣候突變發(fā)生的可能性，應(yīng)該說很小”。

進(jìn)一步研究才能解開更多謎題

在全球變暖的背景下，全球陸地或一個(gè)特定區(qū)域的極端天氣氣候事件頻率、強(qiáng)度和持續(xù)期是否發(fā)生了明顯趨勢(shì)性變化?

在任國(guó)玉看來，我國(guó)幅員廣闊，自然環(huán)境復(fù)雜多樣，不同地區(qū)對(duì)氣候變化的響應(yīng)差別很大，極端天氣氣候事件有增有減。

多年來，任國(guó)玉團(tuán)隊(duì)利用大陸范圍過去50至60年每天的地面實(shí)測(cè)氣象資料，對(duì)高溫、低溫、強(qiáng)降水、干旱、熱帶風(fēng)暴、沙塵暴、大風(fēng)等7種主要類型極端天氣氣候事件頻率和強(qiáng)度的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)分別進(jìn)行了分析。

研究表明，過去50至60年間，我國(guó)極端高溫事件有較明顯增多，但極端低溫事件卻有顯著的減少;強(qiáng)降水事件有所增加，但增加趨勢(shì)存在較大的區(qū)域差異，長(zhǎng)江流域、東南沿海及新疆等地強(qiáng)降水事件頻率上升，而華北、東北南部和西南地區(qū)強(qiáng)降水事件頻率則表現(xiàn)為下降;氣象干旱面積百分率有所增加;影響我國(guó)的熱帶氣旋或臺(tái)風(fēng)、沙塵暴及大風(fēng)等極端事件發(fā)生頻率都有不同程度的減少。

進(jìn)一步將上述7種主要類型極端天氣氣候事件的總體變化情況進(jìn)行區(qū)域綜合分析，可發(fā)現(xiàn)在這個(gè)時(shí)間內(nèi)，我國(guó)具有重大影響的各類極端事件發(fā)生頻率總體上看沒有出現(xiàn)明顯增加或減少的趨勢(shì)性變化，觀測(cè)記錄的前30余年呈輕微減少趨勢(shì)，而后30余年則略有增加。

此前，美國(guó)科學(xué)家也對(duì)美國(guó)本土區(qū)域開展了類似研究，同樣表明美國(guó)本土區(qū)域不同類型的極端氣溫、降水事件總體變化趨勢(shì)不很明顯。

“這些研究結(jié)果提醒我們，籠統(tǒng)地說‘受全球變暖影響，極端天氣氣候事件不斷增多、增強(qiáng)’是不準(zhǔn)確的。”任國(guó)玉說，至少在我國(guó)這樣一個(gè)次大陸尺度的區(qū)域范圍內(nèi)，極端天氣氣候事件變化表現(xiàn)出比通常想象更為復(fù)雜的圖景。

“全球變暖與極端天氣氣候事件變化的聯(lián)系尚需研究。”任國(guó)玉表示，全球平均氣溫明顯上升是科學(xué)界的共識(shí)，但全球變暖的速率到底是多少，以及氣候變暖如何影響全球或中國(guó)極端天氣氣候事件變化，仍存在較大不確定性，需要開展進(jìn)一步研究。