第八章 氣候變化

第八章氣候變化

一、氣候-氣候?qū)W二、氣候系統(tǒng)三、氣候變化四、近百年氣候變化事實(shí)五、氣候變化的自然原因六、人類活動(dòng)與氣候變化七、氣候變化的影響與應(yīng)對(duì)

課程主要內(nèi)容一、氣候的定義經(jīng)典氣候的定義氣候是一定地點(diǎn)或一定地區(qū)上大氣的平均狀況”、“氣候代表天氣的一般綜合”“氣候是地球上某一地區(qū)大氣多年的一般狀態(tài)，它既反映平均情況，也反映極端情況，是多年間各種天氣過(guò)程的綜合表現(xiàn)；氣象要素的各種統(tǒng)計(jì)量是表述氣候的基本依據(jù)”現(xiàn)代氣候的定義氣候系統(tǒng)的全部成分在較長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)的平均統(tǒng)計(jì)特征現(xiàn)代氣候?qū)W的三個(gè)特點(diǎn)：(1)從氣候變化來(lái)研究氣候。這一點(diǎn)十分重要，由于認(rèn)識(shí)到氣候變化有一個(gè)很寬的時(shí)間譜，長(zhǎng)者在10000年以上，短到1年、季尺度。所以，現(xiàn)代氣候是從變動(dòng)中認(rèn)識(shí)氣候，而不再僅僅局限于追求解釋氣候平均值。

(2)從氣候系統(tǒng)來(lái)研究氣候。這是把研究范圍擴(kuò)大到整個(gè)氣候系統(tǒng)，即包括大氣、海洋、冰雪、陸地、生物圈。因?yàn)槿藗円呀?jīng)發(fā)現(xiàn)，僅僅研究大氣，不可能認(rèn)識(shí)氣候形成的過(guò)程，也不可能對(duì)氣候變化作出有效的預(yù)測(cè)。

(3)從氣候動(dòng)力學(xué)來(lái)研究氣候。這是現(xiàn)代氣候?qū)W研究的靈魂?，F(xiàn)代氣候?qū)W的特點(diǎn)二、氣候系統(tǒng)氣候系統(tǒng)是指由大氣、海洋、陸地表面、冰雪圈和生物圈等組成的相互作用的整體。大氣系統(tǒng)

大氣系統(tǒng)是包圍地球的一層氣體，與地球的固體部分相比，大氣系統(tǒng)僅為地球半徑的0.5%厚的淺薄氣體。但它是人類賴以生存的最重要的環(huán)境，是氣候系統(tǒng)的主體部分，也是氣候系統(tǒng)中最活躍、變化最大的部分。大氣和氣候系統(tǒng)其他成員間的熱量、水分和物質(zhì)交換是氣候系統(tǒng)中各圈層之間相互作用的最基本過(guò)程水圈包括海洋、河流、湖泊和地下水，也應(yīng)包括大氣中的液態(tài)水。水圈也是氣候系統(tǒng)中最活躍的組成之一，其三相變化的過(guò)程是氣候系統(tǒng)最重要的過(guò)程之一，它的存在和運(yùn)動(dòng)構(gòu)成了地表、空中、水中的形形色色的自然現(xiàn)象，也是生命賴以生存的基本要素。。

海洋是水圈的主體部分，覆蓋了約71％的地球表面。在水系統(tǒng)中海洋對(duì)氣候變化的影響最重要海洋能吸收到達(dá)地表的太陽(yáng)輻射的絕大部分。是氣候系統(tǒng)中的能量?jī)?chǔ)存庫(kù)，洋流驅(qū)動(dòng)著全球的熱量輸送。是氣候系統(tǒng)的水源地。海洋與大氣主要有物質(zhì)（水分、CO2）、能量、動(dòng)量交換冰雪圈:冰雪圈指全球的冰體和積雪，是氣候寒冷的產(chǎn)物。由極地冰原、季節(jié)性雪蓋、海冰、高山冰川和永凍(層)組成。全球陸地約有10.6%被冰雪覆蓋，海洋有6.7%為海冰覆蓋。海冰和雪蓋都有很大的季節(jié)變化和較大的年際變化雪蓋和海冰具有從數(shù)月到幾十年的時(shí)間變化尺度，冰雪圈中的其他組成部分變化的特征時(shí)間尺度很長(zhǎng)，一般都大于數(shù)百年，甚至可達(dá)幾百萬(wàn)年。。對(duì)氣候影響主要有兩方面，影響地表輻射平衡和熱量平衡

。巖石圈:巖石圈是地球表層固體的殼體，包括大陸的陸塊，即山體、地表巖石、沉積和土壤，也包括海洋底部形態(tài)，廣義的也還應(yīng)包括河、湖與地下水。

陸地地形，其時(shí)間尺度是氣候系統(tǒng)的所有組成中最長(zhǎng)的，約為105-106年以上。

巖石圈對(duì)氣候系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在地形的動(dòng)力作用、地表熱力特性的差異及陸面水分循環(huán)這三個(gè)方面。動(dòng)力作用主要是陸地地形對(duì)氣流和洋底地形對(duì)海流的影響。熱力作用則由于大氣的能量直接補(bǔ)充主要是由地面熱量輸送，不同地形對(duì)地表吸收太陽(yáng)輻射產(chǎn)生影響，也對(duì)地表熱量輸送產(chǎn)生影響

陸面過(guò)程在全球水分循環(huán)中有重要意義生物圈:生物圈，也稱為生物系統(tǒng)。是大氣中、陸地上、海洋中的植物和動(dòng)物，也包括人類本身（廣義的還包括微生物）。

調(diào)節(jié)和控制溫室氣體(主要是C02和CH4)通量的大小。對(duì)地表植被影響，通過(guò)影響地面反照率、粗糙度、蒸發(fā)和滲透等等進(jìn)而影響陸氣相互作用的各個(gè)環(huán)節(jié)。大氣－海洋－冰－陸面－生物量耦合氣候系統(tǒng)示意圖

三、氣候變化概念氣候變化是指氣候系統(tǒng)的全部成分及其變量（如氣溫、降水、氣壓等）在較長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)統(tǒng)計(jì)特征的變化，其變化的形式主要有趨勢(shì)變化、氣候突變、氣候波動(dòng)（振蕩）等。

氣候趨勢(shì)是指氣候的長(zhǎng)期變化傾向，即在記錄時(shí)期具有平滑而單調(diào)地上升或下降特點(diǎn)的氣候變化。氣候突變是氣候從一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的變化趨勢(shì)）跳躍式地轉(zhuǎn)變到另一種穩(wěn)定態(tài)（或穩(wěn)定持續(xù)的變化趨勢(shì)）的現(xiàn)象氣候波動(dòng)（振蕩）表示氣候呈現(xiàn)準(zhǔn)周期性的平滑的變化趨勢(shì)，如ENSO的2-7年的年際振蕩。

氣候變化的檢測(cè)手段現(xiàn)代氣候變化的研究，主要依靠直接的觀測(cè)資料

地質(zhì)、歷史時(shí)期的氣候變化，主要依靠氣候代用資料來(lái)檢測(cè)：

1)，樹木年輪

2)，冰芯

3)，孢粉

4)，珊瑚

5)，史料分析

近百年全球氣溫變化基本事實(shí)近百年以來(lái)全球氣溫變化最突出的特征是顯著變暖，但增暖過(guò)程呈現(xiàn)波動(dòng)性上升。全球平均氣溫近百年（1906-2005年）線性變暖趨勢(shì)為0.74±0.18℃/100a，而近50年（1956-2005年）的變暖趨勢(shì)為1.3±0.3℃/100a，是近百年的2倍，表明變暖過(guò)程表現(xiàn)出加速趨勢(shì)。20世紀(jì)增暖主要發(fā)生在兩個(gè)階段，分別是1915-1945年以及1975年以后，其中近百年來(lái)最暖的5年發(fā)生于1997年后，1996-2005年的12年中有11個(gè)最暖年。四、近百年氣候變化事實(shí)最近130年的溫度變化

（最近30年溫度升高很快）空間分布特點(diǎn)20世紀(jì)以來(lái)，除了格陵蘭南部區(qū)域和美國(guó)東南部的三個(gè)較小地區(qū)，以及玻利維亞和剛果盆地的部分地區(qū)以外，世界大部分區(qū)域地表氣溫都呈增加趨勢(shì)。

增暖最顯著的地區(qū)在40°N~70°N（即亞洲內(nèi)陸、北美西北部）以及南半球中緯度地區(qū)和巴西等地。

陸地表面氣溫的變暖速率都比海洋快，特別是1970年以來(lái)。近20年來(lái)陸地和海洋的增暖速率分別為0.27℃/10a和0.13℃/10a

有些地區(qū)則增暖現(xiàn)象不明顯或者變冷。比如，在65°S以南的南極大陸近幾十年沒(méi)有明顯的增溫現(xiàn)象。

增暖的季節(jié)差異冬季全球地表平均氣溫升高最為顯著，特別是北半球中高緯地區(qū)，其次是春季；而秋季和夏季的增暖相對(duì)較弱。

各季節(jié)增暖最強(qiáng)的區(qū)域也有所不同，冬季增暖最強(qiáng)區(qū)主要位于北美西部、北歐和中國(guó)，春季在歐洲、亞洲的北部和東部，夏季和秋季則分別對(duì)應(yīng)于歐洲、北非和北美北部、格陵蘭及東亞。

值得注意的是個(gè)別區(qū)域某些季節(jié)也出現(xiàn)弱的變冷趨勢(shì)，主要在中緯度的南半球海洋和春季的加拿大東部地區(qū)，這些區(qū)域的降溫可能與NAO（北大西洋濤動(dòng)）的加強(qiáng)有關(guān)。全球陸地年降水量變化特點(diǎn)總體來(lái)講，全球降水還是存在一定的上升趨勢(shì)。

全球平均陸地降水存在顯著的年代際變化，從1900年至1950年整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，1950-1980年是一個(gè)相對(duì)多雨的時(shí)期，至20世紀(jì)90年代早期呈下降趨勢(shì)，21世紀(jì)初又開始回升。1951-2005年，全球降水變化的趨勢(shì)為2~7mm/10a；1979-2005年趨勢(shì)增加為13~16mm/10a。不同降水?dāng)?shù)據(jù)集趨勢(shì)間存在明顯差異，這也從一個(gè)側(cè)面反映監(jiān)測(cè)降水變量的難度，因?yàn)槠湓诳臻g和時(shí)間上都存在很大的變率。降水變化的空間分布特點(diǎn)自1901年起，北半球中高緯度大陸地區(qū)降水增加明顯，特別是30°N-85°N之間多數(shù)地區(qū)降水增長(zhǎng)幅度達(dá)6%-8%/10a

。

而在美國(guó)西南部，墨西哥西北部以及巴哈半島降水呈減少趨勢(shì)，平均減少約1%-2%/10a，最大降水量負(fù)趨勢(shì)區(qū)在東非、西非和撒哈拉和南亞等地，其中撒哈拉地區(qū)出現(xiàn)最早。

1979年以來(lái)降水變化趨勢(shì)呈現(xiàn)更為復(fù)雜的分布，個(gè)別區(qū)域變干明顯，比如北美洲西南部；歐亞大陸則降水增加的區(qū)域多于減少的區(qū)域；北歐和地中海之間可能存在反向變化趨勢(shì)。即使位于同一緯度，不同區(qū)域的降水量也仍然存在相當(dāng)大的差異；例如，東南亞地區(qū)降水量有所下降時(shí)，印度地區(qū)則呈上升趨勢(shì)；非洲熱帶地區(qū)雨量減少時(shí)，南美洲則增加

雪蓋的變化大多數(shù)區(qū)域的雪蓋已經(jīng)減少，特別是在春季。通過(guò)衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)1966年至2005年這一時(shí)期北半球的雪蓋每個(gè)月都在減少，11月和12月除外，上世紀(jì)八十年代后期，其年均值以5%的速度逐步下降。在南半球，為數(shù)不多的長(zhǎng)期記錄或代用資料大多數(shù)表明在過(guò)去的40多年里情況或者是減少或者是沒(méi)有變化。海冰面積的變化根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)，自1978年以來(lái)，北冰洋年平均海冰范圍以每十年大約2.7±0.6%的速度在縮小海平面的變化二十世紀(jì)期間，冰川和冰帽遭受大范圍損失并造成全球海平面上升中國(guó)區(qū)域氣溫變化特點(diǎn)6條序列在近50年的增暖幅度較為一致，而在近百年尺度的增暖幅度上存在著一定的差異。

不管是近百年，還是近50年，中國(guó)氣溫變暖幅度要高于全球平均水平。波動(dòng)上升趨勢(shì)中國(guó)區(qū)域降水變化特點(diǎn)近百年來(lái)，中國(guó)年降水量變化的總體趨勢(shì)并不明顯，同時(shí)，年降水量呈現(xiàn)出明顯的年際和年代際振蕩，主要周期是20-30年。

近50年來(lái)中國(guó)東北東部、華北南部的黃淮海平原和山東半島、四川盆地及其高原部分地區(qū)降水出現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì)，在全國(guó)的其余地區(qū)，包括西部地區(qū)的大部分、東北北部、西南西部、長(zhǎng)江三角洲和東南丘陵地區(qū)，年降水量均呈現(xiàn)不同程度的增加，其中長(zhǎng)江下游、華南沿海和西北地區(qū)的增加比較顯著。極端溫度變化最低和最高氣溫的線性變化趨勢(shì)分別是0.2°C/10a和0.14°C/10a，表明極端最低氣溫的增暖速度高于最高溫度，故平均日較差（DTR）的呈下降趨勢(shì)（0.07°C/10a）日較差變小，但1979以后，日較差變化較小全球極端降水變化極端降水變化的空間一致性相比于溫度的變化要小很多，但強(qiáng)降水事件大體上呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。尤為顯著的是，近30年來(lái)伴隨著全球的顯著變暖，世界許多地區(qū)的強(qiáng)降水事件呈現(xiàn)明顯增多和增強(qiáng)的趨勢(shì)，即使平均總降水和雨日數(shù)沒(méi)發(fā)生變化或減少的地區(qū)，也都發(fā)現(xiàn)近30年強(qiáng)降水量及其頻數(shù)的增加

中國(guó)區(qū)域極端降水的變化中國(guó)區(qū)域極端降水變化態(tài)勢(shì)與全球是基本一致的，其主要特點(diǎn)仍然是區(qū)域性和局地性明顯。在過(guò)去的幾十年中，西部地區(qū)有明顯的降水增長(zhǎng)，降水日數(shù)也有明顯增加趨勢(shì)；長(zhǎng)江流域及其以南地區(qū)降水趨于增多，主要表現(xiàn)在極端降水日數(shù)呈增加趨勢(shì)；華北地區(qū)雖然極端降水事件頻數(shù)明顯減少,但極端降水量占總降水量的比例仍有所增加。降水日數(shù)和微量降水日數(shù)減少是近年來(lái)中國(guó)干旱化趨勢(shì)發(fā)展的一個(gè)重要特點(diǎn)五、氣候變化的自然原因5.1、日-地關(guān)系的變化

假定太陽(yáng)輻射源強(qiáng)度不變的情況,到達(dá)地球的太陽(yáng)輻射量的變化是由于地球公轉(zhuǎn)軌道天文參數(shù)的長(zhǎng)期變化，即地球軌道偏心率、地軸傾斜度的變化以及歲差現(xiàn)象引起的。

A地球軌道偏心率的變化

地球軌道偏心率以96600年為周期緩慢地變化于0.000-0.068之間,偏心率的變化意味著遠(yuǎn)日點(diǎn)和近日點(diǎn)發(fā)生變化，因而導(dǎo)致地球在一年中接受的太陽(yáng)輻射能發(fā)生變化。當(dāng)偏心率最大時(shí),地球從太陽(yáng)接受的熱量比現(xiàn)在增加3％；近日點(diǎn)受太陽(yáng)輻射比遠(yuǎn)日點(diǎn)約多30％。

地球公轉(zhuǎn)軌道的變化B地軸傾斜度(即黃赤交角)的變化地軸傾斜度大約也以40000年為周期變化于22°一24°30’之間,地軸傾斜度的變化使北半球夏季太陽(yáng)直射的極限緯度和冬季極夜達(dá)到的極限緯度發(fā)生變動(dòng)，結(jié)果可使南北回歸線位置最高時(shí)可達(dá)南、北緯24。30’，最低時(shí)可達(dá)南、北緯22°，所以它的變化可使各緯度接受的太陽(yáng)輻射量發(fā)生變化。當(dāng)?shù)剌S傾斜度變小時(shí)，低緯地區(qū)接受的太陽(yáng)輻射量增加，高緯地區(qū)太陽(yáng)輻射量減少,當(dāng)?shù)剌S傾斜度增大時(shí)，結(jié)果正好相反。C歲差(即春分點(diǎn)的移動(dòng))現(xiàn)象地球公轉(zhuǎn)軌道面和赤道面的交點(diǎn)(即二分點(diǎn))每年沿黃道向西緩慢移動(dòng)；春分點(diǎn)繞地球軌道運(yùn)行一周大約需要為21000年。歲差現(xiàn)象能引起地球近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)所在季節(jié)的變化，使地球上各地季節(jié)開始時(shí)間及季節(jié)長(zhǎng)短發(fā)生變化。春分點(diǎn)位置變動(dòng)的結(jié)果，引起四季開始時(shí)間的移動(dòng)和近日點(diǎn)與遠(yuǎn)日點(diǎn)的變化。地球近日點(diǎn)所在季節(jié)的變化，每70年推遲1天。大約在1萬(wàn)年前，北半球在冬季是處于遠(yuǎn)日點(diǎn)的位置（現(xiàn)在是近日點(diǎn)），那時(shí)北半球冬季比現(xiàn)在要更冷，南半球則相反。米蘭柯維奇（M.M.-Lankovitch）曾綜合這三者的作用計(jì)算出65°N緯度上夏季太陽(yáng)輻射量在60萬(wàn)年內(nèi)的變化，并用相對(duì)緯度來(lái)表示。例如，23萬(wàn)年前在65°N上的太陽(yáng)輻射量和現(xiàn)在77°N上的一樣，而在13萬(wàn)年前又和現(xiàn)在59°N上的一樣。他認(rèn)為當(dāng)夏季溫度降低約4—5℃，冬季反而略有升高的年份，冬天降雪較多，而到夏天雪還未來(lái)得及融化時(shí)，冬天又接著到來(lái)，這樣反復(fù)進(jìn)行，就會(huì)形成冰期。5.2板塊漂移和地形變化

大陸漂移海陸分布的變化在整個(gè)地質(zhì)時(shí)期中，氣候史上最大的冰川活動(dòng)時(shí)期都發(fā)生在地球上最重要的造山運(yùn)動(dòng)之后。板塊漂移、地形變化不斷改變著地球海陸分布的形態(tài)，它們對(duì)地球氣候的形成、演變具有重大影響。目前大部分陸地主要集中在北半球，尤其是30°～60°N之間，因此北半球中緯度地區(qū)冬季氣溫比南半球冬季低，年溫差也大。海陸分布也直接影響海洋環(huán)流，進(jìn)而間接影響氣候變化。5.3太陽(yáng)活動(dòng)對(duì)氣候的影響

太陽(yáng)活動(dòng)是指太陽(yáng)上的各種物理活動(dòng)的總稱。目前觀測(cè)到的太陽(yáng)活動(dòng)僅僅是最外層的太陽(yáng)大氣區(qū)，對(duì)于太陽(yáng)內(nèi)部的活動(dòng)以及內(nèi)外層的關(guān)系還需深入研究。太陽(yáng)活動(dòng)主要包括五種方式，分別是太陽(yáng)黑子、光斑與譜斑、耀斑、日珥、和射電輻射。證明太陽(yáng)常數(shù)并不是一個(gè)常數(shù)；太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)弱以太陽(yáng)黑子多少表示，它與地面氣象要素、對(duì)流層大氣環(huán)流和平流層大氣過(guò)程之間都有一定的關(guān)系歷史時(shí)期氣候變化研究初步證實(shí)太陽(yáng)活動(dòng)強(qiáng)時(shí)地球氣候暖，太陽(yáng)活動(dòng)弱時(shí)冷。太陽(yáng)活動(dòng)有周期性，主要有11年、22年和80一90年三種周期、35年周期以及時(shí)間更長(zhǎng)的169年400年和600等超世紀(jì)周期。問(wèn)題機(jī)制不清楚太陽(yáng)常數(shù)增加2％時(shí)，全球地表氣溫增暖約4℃。高緯度地表增暖比低緯度更明顯，冬季增暖比夏季強(qiáng)烈；與冰／反照率一溫度反饋有關(guān)。低緯度對(duì)流層上部有最大增暖幅度超過(guò)8℃。5.4火山活動(dòng)與氣候

強(qiáng)火山爆發(fā)把二氧化硫和火山灰?guī)肫搅鲗?，形成一個(gè)穩(wěn)定層。這些氣體與大氣中的水汽結(jié)合形成液體狀濃硫酸鹽滴，稱為氣溶膠。這些火山灰和氣溶膠可在平流層中漂浮2~3a，個(gè)別可能存留10a以上。它們可以散射太陽(yáng)輻射，增加大氣的反照率，也就減少了到達(dá)地面的直接太陽(yáng)輻射，從而導(dǎo)致地球表面變冷，因此火山爆發(fā)對(duì)氣候的影響也稱為“陽(yáng)傘效應(yīng)”。影響短期月際到數(shù)年的時(shí)間尺度，強(qiáng)火山噴發(fā)可全球或半球平均溫度下降0.3℃，長(zhǎng)期數(shù)年到百年以上尺度，強(qiáng)火山噴發(fā)對(duì)應(yīng)著其后數(shù)年的全球和半球平均的顯著降溫；火山活動(dòng)活躍的時(shí)期對(duì)應(yīng)著冷期,反之亦然?；鹕交顒?dòng)可解釋近百年全球或半球平均溫度變化方差的40％一50％。5.5溫（熱）鹽流對(duì)氣候的影響

形成:溫（熱）鹽流是由于海面受熱冷卻不均、蒸發(fā)降水不勻所產(chǎn)生的溫度和鹽度變化，導(dǎo)致密度分布不均勻形成的熱力學(xué)海流熱鹽流屬于冷水系環(huán)流，與大洋水團(tuán)的形成與分布有關(guān)。大洋底層水在兩極海域，上層海水急劇冷卻，密度增大而劇烈下沉，成為大洋中層、深層和底層水的主要源地南極底層水（AABW）。北大西洋深層水（NADW)形成于北大西洋深層水在深層以西邊界流的形式向南流去，之后圍繞著南極繞極急流，北大西洋深層水部分和形成于威德爾海的南極底層水混合，流向太平洋和印度祥，在那里上翻穿過(guò)溫躍層達(dá)到上層海洋，它被稱作“北大西洋深層水輸送帶”。洋流的返回路徑可能至少有兩條：一是沿“暖水系路徑”，經(jīng)過(guò)南印度洋流人南大西洋,一個(gè)是沿“冷水系路徑”，從南太平洋流入南大西洋簡(jiǎn)化的北大西洋深層水流動(dòng)循環(huán)圖，深色的線表示海底的寒流，淡色的線代表海面的暖流新仙女木冷事件(YoungerDryas)是從冰期到間冰期回暖過(guò)程中的一次氣候惡化事件,發(fā)生于11000-10000年前，是末次冰消期持續(xù)升溫過(guò)程中的一次突然降溫仙女木是一種有代表性的苔原植被，用來(lái)命名這次寒冷事件。新仙女木事件的例證海洋中的溫鹽環(huán)流(被稱之為傳送帶)的變化來(lái)解釋新仙女木冷事件。由于大量的冰（北美冰河）融化引起大量的淡水涌入北大西洋將降低它的鹽度，表面海水因之變輕，使深水制造停止，下沉海水量變少，溫鹽環(huán)流因而變?nèi)?。海表面往北洋流也連帶的減弱，北傳的熱量減少，熱傳送帶“斷開”：氣溫因此迅速下降，促使仙女木冷事件形成。六、人類活動(dòng)與氣候變化人類影響氣候的活動(dòng)方式主要有：（1）化石燃料利用及農(nóng)業(yè)和工業(yè)活動(dòng)排放的二氧化碳等溫室氣體增加大氣中溫室氣體濃度；（2）人類活動(dòng)排放導(dǎo)致大氣中氣溶膠濃度的變化；（3）人類社會(huì)的發(fā)展不斷改變土地利用形式和下墊面的性質(zhì)。人類活動(dòng)與溫室效應(yīng)加劇太陽(yáng)主要輻射能量集中在可見光區(qū)或近可見光區(qū)（太陽(yáng)短波輻射）。太陽(yáng)短波輻射絕大部分完全透過(guò)大氣而被地表吸收（約50%），大氣吸收份額很小，為了平衡所吸收的入射能量，地球必須也向太空發(fā)射同樣數(shù)量的能量。地球輻射能量集中在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的紅外譜區(qū)，根據(jù)大氣對(duì)輻射光譜的選擇吸收性，大氣對(duì)太陽(yáng)短波輻射吸收很小，但地表向上放射的長(zhǎng)波輻射，絕大部分被水汽、二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）甲烷（CH4）等吸收，并向下放出長(zhǎng)波輻射，使地表熱輻射不至于無(wú)阻檔地射向外空，地面氣溫要比無(wú)大氣時(shí)高出許多，因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，這一特性稱為地球的溫室效應(yīng)如果沒(méi)有地球的自然溫室效應(yīng)，地球表面的平均溫度將低于冰點(diǎn)。因此，地球的溫室效應(yīng)使我們現(xiàn)在已知的所有生命活動(dòng)成為可能。由于人類活動(dòng)的影響，一些大氣中本來(lái)就存在的溫室氣體含量在不斷的增加，另一些完全由人類制造的溫室氣體也被排放到大氣中。大氣中溫室氣體的增加使地球表面變暖。顯然，人類活動(dòng)加劇了溫室效應(yīng)，全球變暖與溫室效應(yīng)的加劇有關(guān)。溫室氣體的變化自從工業(yè)化時(shí)代(大約1750年)開始以來(lái)，人類活動(dòng)導(dǎo)致了四種主要溫室氣體的排放的大幅增加：二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，氧化亞氮(N2O)和鹵烴(一組含氟、氯和溴的氣體)，溫室效應(yīng)加劇，2人為氣溶膠及其氣候效應(yīng)

氣溶膠是懸浮在空氣中的微小顆粒(直徑在0.001－10μm)的總稱，包括自然過(guò)程產(chǎn)生的和人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠兩種。對(duì)流層氣溶膠的存在兩種效應(yīng)，分為直接效應(yīng)和間接效應(yīng)。直接效應(yīng)是指氣溶膠使入射的太陽(yáng)短波輻射被反射到空間，而不能到達(dá)地表面。其效果使近地面層接受太陽(yáng)短波輻射減少，同時(shí)放射長(zhǎng)波輻射不能回到地面，致使近地面層變冷，陽(yáng)傘效應(yīng)。氣溶膠的間接效應(yīng)就是通過(guò)氣溶膠改變?cè)莆⑽锢磉^(guò)程，從而改變?cè)频妮椛涮匦浴⒃屏亢驮频拇嬖谄?，影響地—?dú)庀到y(tǒng)的輻射平衡。導(dǎo)致大氣及地表吸收太陽(yáng)輻射減少。由此可見，氣溶膠通過(guò)充當(dāng)凝結(jié)核對(duì)地氣系統(tǒng)的間接影響也是輻射冷卻，可能使得對(duì)流層及地表氣溫降低。3土地利用的變化及其氣候效應(yīng)

人類活動(dòng)影響氣候變化的另一因素是土地利用的變化。這是因?yàn)橥恋乩玫淖兓苯釉斐申懨嫖锢硖匦缘淖兓瑥亩绊戄椛?、熱量和水的交換；人為改變大尺度的植被特性可影響地表反照率。農(nóng)田的反照率與自然地表有很大的不同，尤其是森林。森林地表的反射率一般比開闊地要低。

高密度人口居住區(qū)域特別是城市化進(jìn)程的加快，形成了城市復(fù)雜多樣的地表覆蓋布局，這種特殊的土地利用格局對(duì)局地氣候也可產(chǎn)生顯著影響。地表風(fēng)速減小，減少了蒸發(fā)和空氣濕度，大大加快了徑流，降低了地表反照率，而熱傳導(dǎo)和熱容量變大。這改變了地表熱量和水分收支各項(xiàng)的相對(duì)大小。城市氣溫比周圍郊區(qū)高。這一現(xiàn)象通常稱為“城市熱島效應(yīng)”或“城市熱島”。

七、氣候變化的影響與應(yīng)對(duì)措施

（1）海平面升高的影響據(jù)估算，預(yù)計(jì)到2030年平均海平面高度將升高15cm，到了2100年升高50cm。全世界約有一半的人口居住在沿海地區(qū)，對(duì)于生活在這些地區(qū)的人們，即使幾分之一米的海平面升高，也將對(duì)他們產(chǎn)生嚴(yán)重影響。海平面的升高將通過(guò)鹽水侵入地下淡水資源，進(jìn)一步影響農(nóng)業(yè)土地的生產(chǎn)力。在埃及的尼羅河三角洲地區(qū)、中國(guó)的東部沿海地區(qū)等也會(huì)受到影響。影響（2）對(duì)農(nóng)業(yè)和糧食供給的影響種植作物的類別必須與當(dāng)?shù)氐臍夂蛳噙m應(yīng)，特別是一年中溫度和降水的分布是決定種植何種作物的關(guān)鍵因素。當(dāng)受到全球變暖，熱量資源增加的影響時(shí)，這一切都將發(fā)生變化。因此，作物的分布也將改變?？衫盟渴怯绊戅r(nóng)業(yè)和糧食生產(chǎn)的最重要的因素。水分供給對(duì)氣候變化的脆弱性轉(zhuǎn)變成作物種植和糧食生產(chǎn)中的脆弱性，因而，干旱或半干旱地區(qū)（大多數(shù)位于發(fā)展中國(guó)家）的風(fēng)險(xiǎn)最大。世界農(nóng)業(yè)將如何響應(yīng)極端事件，例如長(zhǎng)期干旱。發(fā)達(dá)國(guó)家的糧食過(guò)剩可能繼續(xù)增加，而發(fā)展中國(guó)家，大量的人口增加將伴隨這糧食生產(chǎn)的相對(duì)減少。這樣一種狀況將引起極大的問(wèn)題，尤其是在發(fā)展中國(guó)家。影響（3）對(duì)淡水資源的影響

許多地區(qū)對(duì)水分短缺的脆弱性，尤其是在干旱和半干旱地區(qū)，人類社會(huì)需求的增長(zhǎng)意味著，即使是短期干旱，也將比以前帶來(lái)更大的災(zāi)難。由于人口增長(zhǎng)，脆弱性也將增加，從而將加重全球變暖的負(fù)面影響。全球變暖引起的氣候變化將在許多地方導(dǎo)致水分供給的巨大變化。如干旱和半干旱地區(qū)（那里，降水減少將造成嚴(yán)重的干旱甚至沙漠化），大陸地區(qū)（那里，夏季降水減少和溫度增加將導(dǎo)致土壤水分的大量損失，從而增加了對(duì)干旱的脆弱性）以及亞洲季風(fēng)區(qū)（那里，降水增加將導(dǎo)致洪水發(fā)生幾率的增大）。氣候極端事件型的改變（尤其是干旱和洪水）影響（4）對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的影響自然生態(tài)系統(tǒng)與氣候之間