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气候变化的主要表现

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气候变化的主要表现范文第1篇

关键词:气候变化;城市建设;关系

Abstract: In this paper, the author introduces the climate change impact on the city, according to the local climate changes and natural disasters characterization, puts forward the countermeasures that planning climate adaptability city construction and the disaster prevention and reduction construction system.

Key words: climate change; city construction; relationship

中图分类号:P461文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)

1 气候变化对城市的影响

1.1 气候变化的界定

气候是长时间内气象要素和天气现象的平均或统计状态,通常由某一时期的平均值和离差值表征。气候变化是指气候平均值和离差值两者中的一个或两者同时随时间出现了统计意义上的显著变化。平均值的升降,表明气候平均状态的变化;离差值增大,表明气候状态不稳定性增加,气候异常愈明显。气候变化不但包括平均值的变化,也包括变率的变化。气候变化一词在政府间气候变化专门委员会(IPCC)的使用中,是指气候随时间的任何变化,无论其原因是自然变率,还是人类活动的结果。《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)第一款中,将“气候变化”定义为:“经过相当一段时间的观察,在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。

气候变化(Climate Change)主要表现为三方面:全球气候变暖(G l o b a lWarming)、酸雨(Acid Deposition)、臭氧层破坏(Ozone Depletion)。本文采用UNFCCC对气候变化的定义,即侧重研究人类活动所引起的气候变化,暂且不考虑自然原因引起的气候变率。

1.2 气候变化对城市的影响

IPCC 第三次评估报告提供的预测结果是,本世纪末全球平均气温可能上升1.4℃-5.8℃。未来变暖的变幅取决于人类采取什么样的生活和生产方式,但全球气候总的变化趋势仍继续向变暖的方向发展。气候变暖将对全球的生态系统、各国经济社会的可持续发展带来严重影响。气候变化是事关生态与环境保护、能源与水资源管理、食物安全和人类健康以及人类社会可持续发展的重大问题,是人类社会生存和发展面临的一个巨大挑战。人类活动所引起的气候变化主要表现人为增暖,温度升高造成的影响表现为:北半球高纬地区的早春农作物播种,林火和虫害对森林的影响;欧洲与热浪相关的死亡率,某些地区的传染病传播媒介,以胶北半球中高纬地区的花粉过敏;在北极地区冰雪上狩猎和旅行,在低海拔高山地区的运动等。城市及其系统受到了气候变化和气候变异的影响,如山区人居环境遭受冰川湖泊爆发洪水的风险加大;海平面升高和人类的发展,增加了许多地区海岸带洪水造成的损害。

1.3 气候变化引发的自然灾害

气象灾害占了中国自然灾害较高比例,而极端气象现象与气候变化、尤其是气候变暖高度有关。又由于我国人口众多、自然环境相对恶劣,自然系统和人类社会对气候变化的敏感性高等因素,容易遭受自然灾害的侵袭;同时,由于经济发展相对落后,技术水平较低,基础设施不完善,以及有效资源管理手段缺乏等原因,我国自然系统和人类社会在灾害发生过程中对自然灾害的应对能力相对低下,由此所致的灾后重建恢复能力也较差。我国较易遭受的自然灾害,包括:洪涝灾害。据国家防汛抗旱总指挥部统计显示,截止2009年8月24日,全年直接经济损失711亿元,共有29个省份不同程度发生洪涝灾害。暴雨泥石流。2010 年8 月7日甘肃舟曲因特大暴雨引发的泥石流至今让人触目惊心;2010 年8月12 日起,由于连日的强降雨天气,四川多地发生特大山洪泥石流灾害,直接经济损失达11.6亿元。海平面上升。我国是世界上受海平面上升影响最严重的地区之一。中国全海域海平面平均上升速率为2.5 毫米/ 年。2004~2006 年,中国全海域海平面都高于常年,其中2006年比常年高 71 毫米。与 2003 年相比,2004~2006 年中国全海域海平面呈起伏上升趋势,各海区海平面变化趋势与全海域一致。海平面上升不仅会造成我国沿海地区土地资源的严重损失,而且会严重影响沿海地区的重要工程设施和沿海城市发展。这些自然灾害和其他气候变化引发的自然灾害都是城市脆弱性的外因,增加了城市脆弱性的强度。

2 构建减灾防灾体系和建设气候变化适应性城市的路径

2.1 构建减灾防灾体系的建议

2.1.1 提高城市对气候变化和自然灾害的灾前适应能力。加强极端气候变化和重大气候现象及其影响的中短期预报和精细化预报,提高重大气象灾害预报的准确率和时效性,形成全国性、多层次、布局合理的气象监测预报网络,实现灾害性气候事件的预警分析和风险分析。

2.1.2 加强城市对气候变化和自然灾害的灾中应对能力。建立不同级别自然灾害应急处置制度和响应制度,建立分级响应、属地管理的纵向组织指挥体系,构建信息共享、分工协作的横向部门协作联动体系,建立政府、企业、群众共同响应的灾害应急处置体系。

2.1.3 加速城市对气候变化和自然灾害的灾后恢复能力。充分发挥政府在灾后重建中的重要作用,政府要从组织领导、保障措施、责任落实以及政策措施等方面,切实做好灾后的重建恢复工作。政府加强资金和物资管理,强化督促检查,统筹处理灾后重建与做好日常工作的关系,确保灾后恢复重建工作扎实推进。

2.2 建设气候变化适应性城市的路径分析

2.2.1 要厘清全球、全国以及本地区气候特征、气候变化趋势,尤其是极端气候现象,理清人类经济社会系统与气候变化之类的相互关系,从人类经济社会活动角度减轻和减缓其对气候变化的影响。因此,要加强对气候变化专项规划的制定和建设,充分运用规划的提纲挈领作用统筹协调各部门(区域)的应对气候变化行动。在规划基础上,加强国家层面上的气候变化立法工作,以法律规范全社会的经济社会活动,明确各自责任和义务,切实实现有利于人类可持续发展气候安全。

2.2.2 要充分发挥科技对气候变化的支撑作用。通过利用科技加大气候变化规律研究、气候变化趋势预测、气候变化影响分析、提高气候变化的预测性,增强应对气候变化的针对性、有效性和科学性,以减轻已经存在或可能发生的气候变化对人类经济社会的负面影响。

2.2.3 要提高气候变化适应性城市的防灾减灾能力。应对气候变化和防御极端气候灾害能力是体现未来 20 年和谐社会建设水平与国家综合国力的一个重要方面,应把应对气候变化和防灾减灾纳入国家安全体系,动员全社会力量,共同增强防灾减灾、抵御极端气象灾害的能力,降低气候变化的风险,提高农业生产、水资源保障、公共卫生等领域适应气候变化的能力。

3 结束语

气候变化引发了一系列自然灾害,为了实现可持续发展,必须要建设气候变化适应性城市。加强气候变对城市建设的研究分析,有助于提高城市应对气候变化的能力。

参考文献:

[1]苏桂武,高庆华. 自然灾害风险的分析要素[J].地学前缘,2003,10

[2]喻小红等. 城市脆弱性的表现及对策[J].湖南城市学院学报,2007(5)

气候变化的主要表现范文第2篇

关键词:气候变化;发展;人类活动

中图分类号:P467 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-04-0224-2

基金项目:天津市高等学校人文社会科学研究项目“超越博弈:国际气候合作进程中的国际制度构建研究”(20092701)

全球气候变化是人类当前面临的最重大的环境问题,也是人类必须做出回应的最复杂的挑战之一。气候变化主要是由人类发展进程中的人类活动造成的,气候变化既是环境问题,也是发展问题,但归根结底是发展问题。气候变化的影响范围已经从单纯的环境领域延伸到国际政治、世界经济和国际贸易等领域,而且这一趋势在经济全球化和环境问题全球化的双重背景下将继续得以强化。因此,积极应对全球气候变化是人类必须作出的回应。

1 关于气候变化的定义

根据导致气候变化原因的差异,对气候变化的定义也有所不同。目前最常见的定义有三种:

1.1 自然科学意义上的定义

气候变化是指气候平均状态和离差(距平)两者中一个或两者一起出现了统计意义显著的变化。离差值越大,表明气候变化的幅度越大,气候状态不稳定性增加,气候变化敏感性也增大。

1.2 政府间气候变化专门委员会(IPCC)的定义

气候变化是指气候随时间发生的任何变化,无论其原因是自然变率,还是人类活动的结果。

1.3 《联合国气候变化框架公约》的定义

气候变化指除在类似时期内所观测的气候的自然变异之外,由于直接或间接的人类活动改变了大气的组成而造成的气候变化。

当前国际社会开展的应对全球气候变化的行动,主要是针对人类活动导致的气候变化而言。因此,本文所论及的“气候变化”采纳《联合国气候变化框架公约》的定义,主要是指由于人类的经济活动,尤其是工业革命以来化石燃料消耗的急剧增加,大规模土地利用和植被的变化,增加了大气中二氧化碳等温室气体的浓度,改变了地球表面的辐射平衡,从而导致的以气候变暖为主要特征的气候系统的变化。气候变化一般包括气温、降水和海平面变化三个方面的内容。其中,全球变暖是焦点,国际社会所称的“气候变化”通常主要是指全球变暖。

2 气候变化与人类活动

2.1 温室效应与气候变暖

越来越多的科学家相信,温室效应是造成近期地球变暖的主要原因。温室气体是大气中的微量气体,包括水汽、二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等,其中二氧化碳是最重要的温室气体。温室气体能够使太阳短波辐射透过并到达地面,从而使地球表面升温。IPCC第四次报告指出,由于人类活动影响,主要温室气体都出现了明显的浓度升高。二氧化碳对气候变化影响最大,其导致的增温效应占到所有温室气体总增温效应的63%。最新数据显示,二氧化碳浓度已经由工业革命前的280ppm增至目前的379ppm,达到过去65万年的最高值。这主要归因于人类对煤炭、石油、天然气等化石燃料的大量使用。甲烷浓度由工业革命前的715ppb增至2005年的1774ppb。氧化亚氮浓度由工业革命前的270ppb增至2005年的319ppb。

2.2 人类活动与气候变化的关系

2.2.1 IPCC第一次报告结论(1990年) 近百年来气候变化可能是自然的波动,也可能是人类活动造成的,或者是两方面共同作用造成的。

2.2.2 IPCC第二次报告结论(1995年) 尽管定量确定人类活动对全球气候产生的影响存在能力上的不足,同时某些关键因子也存在不确定性,但是越来越多的事实表明,人类活动的影响被觉察出来了。

2.2.3 IPCC第三次报告结论(2001年) 新的、更有力的证据表明,过去50年观察到的大部分增温可能归咎于人类活动产生的温室气体浓度增加。

2.2.4 IPCC第四次报告结论(2007年) 20世纪中期以来观察到的大部分全球变暖,很可能是由于观测到的人为温室气体浓度增加所导致的。

对比四次报告中的措辞可以看出,国际主流科学界对人类活动影响气候变暖的认识经历了从模棱两可到“可能”再到“很可能”的一个变化过程。根据IPCC报告的术语说明,“可能”表示发生概率大于66%,而“很可能”则表示有90%以上的可能性。IPCC第四次报告虽然只是把第三次报告中的“可能”换成了“很可能”,实际上却把人类活动影响气候变化的可能性从66%提高到了90%以上,基本上等于确认了人类活动是气候变化的主要影响因子。

3 气候变化问题的实质

《中国应对气候变化国家方案》开篇即点出了气候变化问题的实质:“气候变化既是环境问题,也是发展问题,但归根结底是发展问题。”主席指出:“气候变化问题,从根本上说是发展问题,应该在可持续发展框架内综合解决。”总理在“应对气候变化技术开发与转让高级别研讨会”上也讲道:“气候变化是重大环境问题,但归根结底是发展问题。”将气候问题的实质定性为发展问题,是从气候变化问题的产生根源、与发展模式的关系以及应对气候变化的根本措施等方面来理解的。

生存和发展是人类社会追求的永恒目标。自人类出现以来,自然界及其资源就成了人类索取和利用的物质基础。“自然界,就它自身不是人的身体而言,是人的无机的身体。人靠自然界生活。”在对人类与自然界关系的认知上,人类中心主义的发展观长期居于主导地位。发展观是一定时期经济与社会发展的需求在思想观念层面的聚焦和反映,是一个国家在发展进程中对发展及怎样发展的总的和系统的看法。确立什么样的发展观,是世界各国面临的共同课题,它也是伴随各国经济社会的演变进程而不断完善的。

传统的发展观将发展片面地理解为经济增长,到工业革命时期又表现为“工业化实现观”,它以工业增长作为衡量发展的唯一标志,把一个国家的工业化和由此产生的工业文明视作现代化实现的标志。反映在现实经济生活中,这种发展观表现为对GNP、对高速经济增长目标的积极诉求。现实主义政治大师汉斯•摩根索(Hans Morgenthau)和历史学家保罗•肯尼迪(Paul Kennedy)就持这一观点,认为人口数量、先进的技术和丰富的自然资源构成了一个国家成为强国的必要前提。然而,从对自然界的影响来看,人口数量越多,生产技术越先进,却意味着更多的自然资源被开采和利用,自然界遭受的改变或破坏越严重。这种发展观所带来的严重后果就是环境急剧恶化,资源日益匮乏,人类的实际福利水平不断下降,最终危及到人类本身。

世界主要发达国家工业化的进程正是在传统发展观的指导下完成的。“第一次工业革命制造了节省劳力的机器,而第二次工业革命则正在制造取代劳动力的机器。”工业革命提出了更多的能源和资源要求,而获得渠道只有向自然界索取。能源和资源主要集中在煤炭、石油、天然气和钢铁上。英国的煤产量从1770年的600万吨上升到1800年的1200万吨,然后到1861年的5700万吨。钢铁的产量在同一时间分别为5万吨、13万吨和380万吨。再以石油为例,美国在19世纪末打出第一口油井,十年之后的产量已经达到520万桶,到1900年已经接近1亿桶。 新技术和农业机械的普及为粮食产量的大幅度提高提供了条件,加之化肥和农药的使用,世界粮食的产量大大超过以前的任何时期。对粮食产量的追求又促使人们将视线投往森林,大批森林被砍伐改作农田,这对自然界又是严重的破坏。

工农业生产率的提高加上医疗水平的提高,人口数量也获得了膨胀的机会。世界人口从1650年的5亿一直攀升到1990年的52亿。工业革命的深入和人口激增导致了前所未有的城市化浪潮。人口稠密的城市大都分布在大河流域和冲击平原,如尼罗河流域、两河流域、印度河流域和黄河流域等,城市规模的不断扩展又不断地吞噬着周围本可用作耕地的良田、森林、草原。

科学界已经证实,工业革命以来大气中温室气体浓度的明显增加是人类使用煤炭、石油、天然气等化石燃料,以及加速毁林和破坏草原所导致的结果。工业革命因为遵循传统发展观而忽视自然的能动作用,把人和自然完全对立起来,片面追求经济的增长,全球变暖是自然界对人类这种不正确发展模式的报复。对于这种结果,恩格斯早就警示人类:“但是我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都对我们进行报复。每一次胜利,起初确实取得了我们预期的结果,但是往后和再往后却发生完全不同的、出乎意料的影响,常常把最初的结果又消除了。”因此,从气候变化出现的根源来看,其实质就是发展问题。这样讲,并非否定人类发展的要求和发展所取得的成就,而是就发展观而言的。

发展就是经济和社会循序渐进的变革。环境问题是经济活动和社会发展总的作用的结果。从人类的历史可以看出,环境问题(不考虑自然灾害),大多是伴随着经济和社会发展出现的,尤其是与经济活动有着密不可分的关系。人类面临的主要环境问题,如废水、废气、固体废弃物、有机化学物品污染,都是经济活动直接或间接的结果。社会问题,如人口膨胀、科学技术发展也与环境问题关系密切。人口急剧增长的压力会产生环境问题,科学技术水平又制约着人类解决环境问题的能力。

在环境问题解决途径上,以往存在两种发展道路。其一是“先污染,后治理”的强调经济发展而忽视环境保护的道路,这也是工业化国家的发展模式。其二是放弃发展。这种道路的核心观点是既然环境的破坏来自于经济和社会的发展,那么停止发展就可以从根本上杜绝环境问题出现。

从气候问题产生的根源来看,人与自然的对立是最深层的矛盾。如何消除人与自然的对立,实现人与自然的和谐相处是解决环境问题的关键。人类的生存和发展离不开自然界,也不可能超越自然界的限制。但人类必须尊重自然规律,按照自然规律办事,对自然的索取必须控制在自然界的承载能力范围之内。气候变化问题不仅是气候和全球环境领域的问题,而且是一个涉及人类社会的生产、消费和生产方式等社会和经济发展各个领域的重大问题。减少人为温室气体排放和增加温室气体的吸收会是应对气候变化的根本措施。温室气体排放的主要来源是能源生产和消费以及农业生产过程中产生的二氧化碳和甲烷等气体,而能源和农业生产是国民经济和社会发展的基础产业部门,减少或限制这些领域的温室气体排放意味着限制一个国家的发展空间和权益。

能源产业部门是最重要的基础部门之一,为其他产业部门提供必要的动力来源。根据中国行业研究报告网的统计资料,2007年化石燃料消耗占世界能源消耗总量的89.8%,其中,石油35.6%,煤炭28.6%,天然气25.6%。 国际能源机构向联合国提交的一份报告称,在今后的20年中,化石燃料(煤炭、石油、天然气)将继续成为世界上使用最多的能源,其中石油仍将是最重要的能源资源。化石燃料在世界主要能源构成中所占的比例将保持在90%。其中,石油将满足世界40%的能源需求。在2020年,全球的石油日使用量将从目前的7600万桶/日增加到1.15亿桶/日。由此可见,在世界能源结构很难在短期内发生重大变革的情况下,减排就等于限制能源产业发展,这对一国经济发展将形成严重的冲击。

农业是人类社会赖以生存的基本生活资料来源,是社会分工和国民经济其他部门成为独立生产部门的前提和进一步发展的基础,也是一切非生产部门存在和发展的基本保障。国民经济其他部门发展的规模和速度,都要受到农业生产力发展水平和农业劳动生产率高低的制约。要降低农业生产过程中的温室气体排放,势必要对农业生产方式、农业生产技术进行深入的改革与调整,这对农业占很大比重的发展中国家来说几乎是不可能完成的任务,对其发展更是形成致命的瓶颈。减排对人类的消费方式也提出了重大挑战。消费是发展过程中一个不可缺少的环节,没有消费就会使发展停步不前。当前世界消费方式存在严重不公平,表现为发达国家的“奢侈消费”和发展中国家的“生存消费”。无论奢侈消费(表现为消费品的高能耗)还是生存消费(为维持基本生存却低效率地利用能源),都属于不可持续的消费方式,都不可避免地制造出大量的温室气体,加剧了气候变化的趋势。要扭转这一趋势,人类必须在消费方式上进行变革,采取一种既能维持消费的可持续性又能保证资源的可持续性的双赢的消费方式。否则,不可持续的消费方式在将资源消耗殆尽之后,人类的发展也就失去了发展的物质基础。

参考文献

[1] 刘绪贻,杨生茂主编.美国通史:第三卷[M].北京:人民出版社,2005:85.

气候变化的主要表现范文第3篇

1未来气候情景下我国主要粮食作物产量的变化

1.1水稻产量变化

水稻是我国最重要的粮食作物,其产量关系到国家和地区的粮食安全问题,水稻增产技术和产量的准确预报能力也可以为国家和地区的决策提供参考。当前大多数学者都采用气候模式与作物生长模型相嵌套的方法来评价气候变化对作物的影响。CERES-Rice模型是系列模型中的主要模型之一,应用比较广泛。姚凤梅等[5-6]利用水稻生长观测资料和气象资料,采用CERES-Rice模型对中国主要稻区水稻产量的模拟能力进行了评价,认为该模型能够合理模拟水稻的产量。在此基础上利用此模型和区域气候模式相连接,模拟分析2071—2080年和2071—2090年气候变化情景对我国主要地区灌溉水稻产量的影响。研究表明2071—2080年和2071—2090年的产量相对于基准年(1961—1990年)的变化分别为:2071—2080年情景下为+21.3%~-10.12%,2071—2090年情景下为+4.10%~-13.16%。葛道阔等[7]将全球气候渐变模型(GISSGCMTransientBruns)的有关网格点值作为生成研究区域气候渐变情景的主要依据,利用CERES-Rice模型模拟2030年和2050年我国南方水稻的产量,结果显示华中和西南高原的单季稻均表现为增产,而华中和华南双季稻,特别是后季稻减产幅度较大。也有学者利用ORYZA2000模型进行了大田水平的不同灌溉方式、土壤渗透性与不同地下水位深对水稻产量的分析研究[8]。杨沈斌等[9]以长江中下游平原作为研究区域,将基于区域气候模式PRECIS构建的气候变化情景文件与水稻生长模型ORYZA2000结合,模拟2021—2050时段A2、B2情景下的水稻产量。结果表明,不考虑CO2肥效作用时,随着温度升高,两种情景下水稻的产量都呈下降趋势,减少15%左右。当考虑CO2肥效作用后,两种情景下水稻平均产量减少5%左右。裘国旺等[10]将基于GCMs的输出和历史气候资料相结合的气候变化情景与双季稻模式相连接,对我国江南双季稻生产的可能影响进行了模拟,结果表明双季早稻产量的变化幅度为-7.9%~-21.6%,相对较小,但均呈减产趋势;双季晚稻的变化幅度较大,为+12.3%~-32.9%,增减产波动明显[10]。与国外相比,我国作物生产模型研究工作从总体上看,起步还比较晚,研究力量较为薄弱。目前,有影响且得到应用的主要是作物计算机模拟优化决策系统(CCSODS)系列模型[11]。该模型将作物模拟技术与作物优化原理相结合,具有较强的机理性、通用性和综合性。水稻模型RCSODS是其最著名的模型,高亮之等[12]在此模型创建和作物模拟技术在作物生产实践中的应用拥有卓越的贡献。陈家金等[13]基于RCSODS模型对东南沿海双季稻生长发育及产量进行了模拟和验证,得出水稻生育期模拟误差在0~5d,产量模拟的平均误差在5%以内,模拟准确率较高,模拟结果基本符合东南沿海地区水稻生长发育实际情况。

1.2小麦产量变化

小麦是我国仅次于水稻的第二大作物,其播种面积占全国粮食作物播种面积的20%~30%,产量与玉米接近,占粮食产量的20%~25%,全国各地几乎均可种植小麦,但主要集中在长江以北的东部地区。长城以北和东北地区以春小麦为主,其余地区主要以冬小麦为主。王志强等[14]基于EPIC模型,模拟了我国北方80个典型站点的春小麦和冬小麦1961—2005年期间的生长过程,分析了不同农业区域小麦产量的波动情况,结果表明:在不考虑农业技术因素的条件下,辐射的波动是导致小麦产量波动的主要原因,温度胁迫的降低在一定程度上促进了小麦的增产。张宇等[15]利用随机天气模型,将气候模式对大气中CO2倍增时预测的气候情景与CERES-Wheat模式相连接,研究了气候变化对我国冬小麦和春小麦生产的可能影响。结果表明,籽粒产量呈下降趋势,冬小麦平均减产7%~8%,春小麦在水分适宜时平均减产17.7%,雨养时平均减产31.4%。杜瑞英等[16]利用同样方法研究表明,在不考虑CO2对小麦影响的情况下,由于热量充足,只要水分条件适宜,未来我国北方干旱、半干旱地区小麦产量整体都有增产趋势。与以往研究所采用的全球气候模式(GCM)相比,区域气候模式在模式验证、时空分辨率、对地形的表述以及模式的不确定性方面有显著的改善,比以往大气环流模式和随机天气发生器相嵌套方法更合理。居辉等[17]、熊伟等[18]在不同的气候情景下,通过区域气候模式和作物模型(CERES-Wheat)模拟未来我国小麦产量变化。结果表明,我国雨养和灌溉小麦均表现显著减产趋势,灌溉可缓解小麦减产趋势,但不能阻止产量下降,春小麦或春性较强的冬小麦减产明显,若考虑CO2的直接肥效作用,雨养和灌溉小麦均表现明显增产趋势。我国的小麦生长模拟研究比水稻稍晚。小麦栽培模拟优化决策系统(WCSODS)是继水稻栽培模拟优化决策系统之后,我国自行研制的又一个大型综合性的农作物栽培计算机模拟优化决策模型[19]。江敏等[20]利用小麦栽培模拟优化决策系统(WCSODS)对徐州地区冬小麦种植的常年决策进行了模拟分析,发现此系统对生育期和产量的模拟效果较好。马新明等[21]检验了小麦模型(WCSODS)在河南省的适用性,发现WCSODS对河南小麦生育期和产量的模拟精度较高。

1.3玉米产量变化

玉米是我国重要的粮食和饲料作物,而东北地区玉米产量约占全国玉米总产量的1/3,稳居全国首位,是我国最大的玉米优势种植区。张建平等[22]利用WOFOST作物模型在东北地区玉米适应性验证的基础上,结合气候模型BCC-T63输出的未来60年(2011—2070年)气候情景资料,模拟分析了未来气候变化情景下我国东北地区玉米生育期和产量变化情况。结果显示:玉米产量将相应下降,中熟玉米平均减产3.5%,晚熟玉米平均减产2.1%。熊伟等[23]、崔巧娟等[24]在对作物模型(CERES-Maize)进行标定和验证的基础上采用区域气候模式与CERES-Maize模型相结合的方法,在A2和B2两种未来气候情景下评估未来气候变化对玉米的影响。研究得出,如果保持现有的玉米生产状况,气候变化将导致我国玉米主产区东北春玉米区的玉米产量大部分减产,总产下降,给玉米生产带来一定经济损失。CO2肥效作用可以在一定程度上缓解这种负面影响,其缓解作用对雨养玉米更明显。但是未来全国玉米主产区的雨养和灌溉玉米的稳产风险及低产出现的概率依然会增大,总产的年际波动更为剧烈。王育光等[25]通过分析温度、降水等气候因子与作物干物质累积量的关系,利用模式预测了2001—2002年黑龙江玉米的单产,其预测结果与实际单产非常接近,预报精确度在94%左右。赵巧丽等[26]根据玉米品种特性、遗传参数以及年内气候资源,结合玉米栽培模拟优化决策系统(MCSODS)的生长预测功能,对后茬夏玉米的品种以及生产进行了相应的研究。目前,我国的相关研究人员在作物模型模拟方面进行了大量的研究,取得了一定的成就,但距离国外先进的技术还尚有差距。目前我国农业气象服务业务中对农作物生长气象条件评价的科学定量程度和动态跟踪能力还很不够,已有的气象影响评价模型多以统计手段为主,多是半经验半机制性[27-28]。当前模型参数的确定方法,大多数来自文献及实际试验结果,缺乏生理学机制及生态学物质循环的逻辑推断[29]。很多模型仅是对作物在某个区域生产过程的模拟,模型的通用性较差[30]。各种模型对作物生长过程的量化描述均不同,各类参数取值差别很大,在科学性和普适性方面也有很大的欠缺[31]。

2农业气候变化的敏感性和脆弱性分析

农业对气候变化的脆弱性是气候变化影响研究的关键问题之一,对指导区域适应未来气候变化、制定适应对策、保证粮食生产、促进农业、资源、环境的可持续发展具有重要意义。IPCC第3次评估报告中进一步明确了气候变化敏感性和脆弱性的定义[32]:敏感性是指系统受到与气候有关的刺激因素影响的程度,包括有利和不利影响。脆弱性是指气候变化,包括气候变率和极端气候事件对该系统造成的不利影响的程度,是系统内的气候变率特征、幅度和变化速率及其敏感性和适应能力的函数。我国农业的敏感性和脆弱性研究相对较少。最近几年,一些学者利用作物模型与气候模型相结合的方法,依据作物产量的变化率进行气候变化的敏感性和脆弱性研究[33-35]。杨修等[36-39]采用PRECIS模型输出的B2气候情景,结合CERES作物模型数据,依据产量的变化率和GIS技术分别对我国未来水稻、小麦和玉米的气候变化敏感性和脆弱性进行了研究,结果表明:我国水稻、小麦、玉米对未来气候变化的反应是敏感的(无论是雨养还是灌溉),如不采取适应措施,21世纪70年代时3种作物的种植区将面临减产趋势。在采取适应措施(包括改善品种、调整结构、应用先进技术、购买农药和肥料、改善灌溉和农业基础设施能力等)的情况下,21世纪70年代时3种作物绝大部分产区对气候变化并不脆弱。

3展望

气候变化对作物生长和产量的影响已引起各国政府和科学家的高度重视,近年来全球气候变化研究正逐步深入和完善。我国在未来气候情景下作物产量的影响及适应对策的研究取得了明显的进展,但仍存在一些问题,在今后的工作中尚需加强和改进。

3.1加强气候变化情景的不确定性研究

3.1.1加强气候模式本身的不确定性研究尽管气候模式在不断的改进,但当前的气候模式所能模拟的气候状况与真实情况仍有很大的差距。此外,气候模式中最大的缺陷是云反馈,预测的不确定性还来自与大气和海洋、大气和地表、海洋上层与深层之间的能量交换过程等。气候模拟中也很少考虑生物反馈和完善的化学过程。另外大气环流模式和海气耦合模式对各种物理过程的参数化处理以及如降水形成的简化处理也会造成一定误差。只有充分认识全球气候系统中各圈层的相互作用机理和影响才能降低气候模式的不确定。

3.1.2加强温室气体排放情景的不确定性研究温室气体排放情景是气候模式的重要输入条件,其不确定性也必然会对气候模式的输出结果产生一定的影响。温室气体排放情景的不确定性主要来源于不能准确地描述和预测未来社会经济、环境、土地利用和技术进步等非气候情景的变化。非气候情景在准确表述系统对气候变化的敏感性、脆弱性及适应能力方面也是非常重要的。构建温室气体各种排放情景下气候变化的情景,在影响评价中考虑采用不同模式的气候变化情景,并综合分析未来气候变化的最可能发生的情景,以降低排放情景不确定性的影响。

3.1.3加强应用技术的不确定性研究区域气候变化是全球气候模式输出通过降尺度处理得到的,因此全球气候模式输出结果的不确定性直接衍生了区域气候变化的不确定性。相同的全球环流模式(GCMs)预测结果,采用不同的降尺度分析方法,也会得到不同的区域气候情景。降尺度方法主要包括动力学降尺度和统计学降尺度。动力学降尺度除了需要正确认识气候变化的物理机制外,还需要考虑物理参数化的选择、区域大小和分辨率以及一些非线性动力学引起的内部变率等问题。统计学降尺度的改进需要正确认识气候要素的时空分布特性,改善气候观测资料的质量及加强多种信息的同化分析等。

3.2加强作物生长模拟模型的不确定性研究

作物生长模拟模型结构本身所带来的误差,将不可避免地影响预测评价结果的确定性。作物模型都是通过模型参数的变化来进行模拟的,因此,作物模型参数的不确定性也是影响预测评价结果的重要方面。完善作物模型是降低预测结果不确定性的最重要的基础,可通过以下途径进行改进和完善。首先,改进模型结构,提高模型参数识别和优化的可靠性,进一步提高模型的模拟分析精度。其次,研究无资料和资料质量较差地区的作物模型模拟技术,分析和建立作物模型参数与地理信息等要素的关系,降低作物模型在资料质量较差地区应用的不确定性。

气候变化的主要表现范文第4篇

一、关于极端气候变化的趋势研究

世界气象组织2012年11月《世界气候状况年度声明》,在《声明》中指出,全球各地频现极端气候事件,主要表现为热浪、干旱、洪水和低温。美国赖斯大学气候变化专家罗恩·萨斯在2012年9月也指出,极端天气和极端气候将变得越来越常见,这会是一种全球现象,人类需要提早采取措施,积极应对,否则将会面临灾难性严重后果。2012年8月28日的经济参考报也指出,有迹象显示,气候变迁正在成为常态,年复一年愈演愈烈。

二、关于气候变化对粮食安全的研究

不论是发达国家还是承载能力较弱的发展中国家,极端气候变化对全球经济系统产生的影响多为负面(Stern N,2006)。比如,温度的变化会影响农业的地域分布(RosenzwEig和Hillel,1995);温度升高带来的作物病、虫、草害的增加也会影响作物生长,从而对作物产量带来负面影响(Rosenzweig,Hillel,1995)。还比如,气候变化带来的土壤含水量的变化、生长季起始时间和长度变化,将影响各地农作物的生长季长和种类(Conway,1998;Rosenberg,1990);未来水分状况是决定未来很多地方,特别是干旱半干旱地区农业生产的重要因素,降水的变化和作物生长季的变化将是决定未来气候变化对农业生产是利还是弊的决定因素(Hulme,1996;Fischer,1996;Strzepek and Smith,1995;Sivakumar,1992)。虽然全球二氧化碳浓度持续升高促进了光合作用,或将提高作物产量,但海平面上升、极端气候事件频发及病虫灾害高发等将抵消有利因素,从而引起粮食产能的不确定性(潘根兴,2009)。气候变化在中国的区域格局不同,气候变化对不同区域和不同类型农作物生产的影响也不同(林而达,2007;张厚瑄,2000;周舟,2010)。但是,极端天气气候因子与农业经济产出之间存在长期均衡关系,对中国农业经济有显着的负面影响(刘杰、许小峰,2012)。

三、关于气候影响粮食生产的机理研究

国内外有关气候变化对农作物生产影响的研究成果表明,气候变化主要从四个方面影响作物的生产。一是温度的变化会影响农业的地域分布(Rosenzweig和Hillel,1995),气候变化带来的土壤含水量的变化、生长季起始时间和长度变化会影响各地农作物的生长季长和种类。二是二氧化碳将直接在生理上影响作物生产,对作物的生产产生有利的效果,大气中的CO2浓度可以提高作物的水分利用效率和光合作用效率(Conway et al.,1998;Rosenberg et al.,1990),浓度的升高对C3作物(如小麦、水稻和大豆)会产生显着的正效应,对C4作物(如玉米、高粱)产生的正效应较小(Ringius et al.,Hulme,1996)。但由于温度升高带来的作物病、虫、草害的增加也会影响作物生长,从而对作物产量带来负面影响(Rosenzweig,Hillel,1995)。三是未来水分状况是决定未来很多地方,特别是干旱半干旱地区农业生产的重要因素,降水的变化和作物生长季的变化将是决定未来气候变化对农业生产是利还是弊的决定因素(Hulme,1996;Fischer,1996;Strzepek and Smith,1995;Sivakumar,1992)。四是气候平均状态的变化可以影响未来农业的生产,但对未来农业生产影响最大的莫过于极端气候事件(洪水、干旱、极端高温等)。国内外学者对前三个方面的研究关注较多,研究的时间较长,取得的成果较丰富,但对第三个方面的研究起步较晚,研究成果也很少。

四、关于气候变化影响粮食生产的定量测算研究

国内外专家学者通过观测实验(Finn et al.,1982;Nie et al.,1995;刘建国,1992;曹仁林,1994;林而达等,1997;蒋高明,1997;李吉越,1997;林伟宏,1999;李伏生,2003>!

气候变化的主要表现范文第5篇

李洋洋(1989—),女,河南省平顶山人,郑州大学水利水电工程09级本科生

刘志杭(1990—),男,河南省信阳人,郑州大学电子信息科学与技术09级本科生

摘 要:气候变化是21世纪全球面临的最严峻挑战之一,亦是各国可持续发展中需要解决的重大课题。应对气候变化影响要认识气候变化的自然规律和人类活动的影响及其不确定性,加强适应方式和适应能力的对策研究,提倡低碳之路和可持续发展方式。

关键词:气候变化 低碳经济 可持续发展

近百年来,全球经历着一场以变暖为主要特征的显著气候变化,导致了生态环境系统的一系列变化,人类社会的生存安全受到了严重威胁。由于目前气温上升和二氧化碳量增加的耦合,人们自然联想到了温室效应。气候变化的原因可能是自然本身的演化进程,也可能是由于人类活动引起的对大气组成和土地利用的持续性改变所致。

1.气候变化的原理

全球气候变化究竟由于自然周期还是人类活动,还有一些争议。目前的主流观点认为全球气候是变暖的,温室气体的过量排放是变暖的主要原因。但是,仍有一些科学家不断向这种主流观点提出挑战,主要争议有以下两个方面:

1.1 气候变暖的机制

一种观点认为,全球气候变暖主要是由于人类各种活动造成的。工业革命以来,人类为发展经济,人为改变大气下垫面,向大气中排放大量温室气体,并释放大量的热量。

另一种观点认为,现代气候变暖是自然规律所起的作用。尽管20世纪全球气候变暖明显,但也不是一年比一年暖,而是气温在波动中上升,说明温室效应增强并不是气候变化的主导因素。

1.2 未来全球气候变化的预测

尽管目前所作的大部分预测表明未来全球气温将持续上升,但这种预测的结果仍值得进一步探讨。

①目前所做的预测只是建立在理论基础上,而且全球气候的变化除与温室气体有关外,还与其他许多因素相关,而预测模型中只考虑了部分因素。

②从全球气候的变化特点来看,虽然近百年来全球气温普遍变暖,但全球气温的升高并非呈直线趋势上升。从上世纪到本世纪90年代,全球气温的变暖并不是持续的。

事实上,气候变化是一个极其复杂的系统过程。限于气候观测资料本身的缺陷、气候模式的不完善性以及影响气候变化因子和机理的复杂性,到目前为止,在气候变化成因方面所获得的结论仍然存在着不确定性,今后还需要做进一步的研究。

2.气候变化的危局

近年来气候变化引起了水资源失衡、农业减产、生态系统受损,对人类可持续发展带来巨大冲击。具体表现在:

2.1 对水资源的影响

气候异常,冰川融化,短期内会引起一些地区洪涝灾害,长期则会导致局部地区出现严重的水资源危机。气候变化通过大气环流、冰雪条件变化等引起降雨、蒸发、入渗、土壤湿度、河川径流、地下水流等一系列的变化,进而改变全球水文循环的现状,引起水资源在时空上的重新分配,改变了降水分布格局和降水量,引起降水的地区、时间以及年际分布更加不平衡,加剧了水资源的不稳定性和供需矛盾。

2.2 对农牧业生产的影响

气候变化对农业的影响是复杂而不确定的,农业生产布局和结构将发生变动,种植制度和作物品种将发生改变;潜在的荒漠化趋势增大。气候变化还将加重农业和林业的病虫害,加上干旱和洪涝频率增加的影响,会造成农业生产风险增大。此外,气候变化对农业生产和农产品价格的影响预计会造成全球粮食供给紧张,乃至引起全球经济收益的波动。

2.3 对生态系统和生物多样性的影响

气候变化会在不同程度上影响和破坏自然生态系统中的生物链、食物链,给地球物种的生存和延续带来严重的后果。气候变化将在几十年里发生,而大多生态系统不可能如此快地响应或迁移,自然生态系统将越来越不能与变化了的环境相适应,许多生物物种的生存环境受到严重影响,加速了灭亡。消失的物种不仅会使人类失去一种自然资源,还会通过食物链引起其他物种的消失。

2.4 对沿海地区的影响

气候变化对海洋的影响包括海面温度上升、平均海平面上升、海冰融化增加等。这些因素将可能使沿海地区洪灾严重,风暴的影响范围扩大,海岸受到更严重的侵蚀,以及由于海水倒灌进淡水蓄水层而引发地区性淡水资源紧缺等。

2.5 其它方面的影响

气候变化可能会增加灾难性天气出现的概率,导致一些特定的生态系统、生态群落和种群发生变化,包括微生物、病毒,可能会加快它们繁殖的速度并引发大量蔓延,这些新型病毒严重影响着人类安全与健康。

3.气候变化的对策

全球气候变化和自然环境急剧恶化,任何国家和任何人都不可能独善其身,对责任的承担也不能置之度外,在共同的生存环境下,负有共同的责任。在经济社会发展日益受到能源和环境制约的背景下,低碳经济作为应对全球气候变化、保障能源安全的基本途径和战略选择,正在全球范围内得到广泛认同。

低排放、低污染的生产和生活方式,既可减少人类在生产和生活过程中对能源的消耗,缓解能源储藏日益匮乏的压力,又可减少温室气体的排放;既节省了生产和生活消耗能源的成本,同时由于碳排放的减少,今后治理环境的投入也会相应减少;并且能够在很大程度上缓解能源供需矛盾,加快工业化进程和环境改善,对于经济发展方式转型有着举足轻重的作用。

结语:

21世纪全球气候仍将持续变化,极端气候频现,生态环境恶化。气候的非自然变化对自然环境的影响从局部开始,而以灾难性的全局性结果告终。尽管目前我们对全球气候变化的本质、趋势和程度的认识还有相当大的不确定性,但无论怎样都应充分重视全球气候变化问题,加强这方面的科学研究。

在全球携手应对气候变化,减少温室气体排放的同时,通过发展低碳经济来解决气候变暖和经济发展之间的矛盾,日益受到越来越多国家的认同和重视。低碳是实现发展的途径和手段,也是未来可持续发展的主要特征和标志。(作者单位:郑州大学水利与环境学院)

参考文献:

[1] 王绍武,罗勇,赵宗慈等.关于气候变暖的争议.自然科学进展,2005年8月,第15卷,第8期,917~921