全球氣候變化成因及影響與人類發(fā)展的相關(guān)性

全球氣候變化成因及影響與人類發(fā)展的相關(guān)性張芷宸（杭州電子科技大學(xué)電子信息學(xué)院，浙江杭州310029）摘要：通過數(shù)據(jù)分析研究世界上已有的物理變化對全球氣候現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)性，分析全球氣候變化，特別是科學(xué)界普遍認同的全球變暖的主要原因，以及發(fā)生氣候變化可能帶來的影響的利弊大小，為此判斷總結(jié)是否有必要減緩全球氣候變化，以及是否有能力減緩。實證結(jié)果證明，雖然在宇宙時間觀中，人為因素微不足道，在有限時間尺度上，人類可以影響大氣變化，相反所引起的氣候變化會影響到人類自身的長期發(fā)展。關(guān)鍵詞：全球變暖；溫室效應(yīng)；人類發(fā)展；治理有效性；ThecorrelationbetweenthecausesandeffectsofglobalclimatechangeandhumandevelopmentZhangZhichen(Hangzhouuniversityofelectronicscienceandtechnologycollegeofelectronicinformation,Hangzhou,Zhejiangprovince,310029)Abstract:Throughdataanalysistostudytherelevanceofexistingphysicalchangesintheworldtoglobalclimatephenomena,Toanalyzethemaincausesofglobalclimatechange,especiallythescientificcommunitygenerallyagreeonglobalwarming,andtheprosandconsofthepossibleimpactsofclimatechange.Tosumupwhetheritisnecessarytomitigateglobalclimatechangesandwhetherithastheabilitytodoso.Theempiricalresultsshowthat,althoughhumanfactorsareinsignificantinthecosmictimeview,humanbeingscaninfluenceatmosphericchangesinalimitedtimescale,onthecontrary,climatechangewillaffectthelong-termdevelopmentofhumanbeings.Keywords:globalwarming;Greenhouseeffect;Humandevelopment;Effectivenessofgovernance;引言：從1997.12京都議定書到2009年哥本哈根協(xié)議，達成全球氣候變化共識，再到2015年的巴黎氣候協(xié)議，從特朗普決定退出巴黎氣候協(xié)議、取消煤炭、甲烷管制，到拜登上任第一天重新簽署《巴黎協(xié)定》、宣布計劃用兩萬億美元應(yīng)對氣候變化，2035年消除美國發(fā)電廠的化石燃料污染，實現(xiàn)電力部門無碳污染，2050實現(xiàn)100%的清潔能源經(jīng)濟和凈零排放。全球氣候變化引發(fā)的關(guān)注增加，由人類發(fā)展與全球氣候變化的相互影響程度的大小，判斷人為活動是否是引起全球氣候變化的主要因素，以及判斷人類的一系列治理措施，是否對其長期發(fā)展有益或說是否有效？1.全球氣候變化爭議與事實依據(jù)目前關(guān)于氣候變化的科學(xué)共識是，最近的氣候變暖表明一種相當(dāng)穩(wěn)定的長期趨勢，這種趨勢在很大程度上是人為造成的，全世界的主流科學(xué)組織（皇家學(xué)會、美國地球物理聯(lián)盟、聯(lián)合科學(xué)院、政府間氣候變化專門委員會、美國氣象學(xué)會和美國科學(xué)促進協(xié)會）同意這一評估，即過去50年觀測到的變暖可能是由于人類造成的溫室氣體濃度增加。然而，在氣候和氣候相關(guān)領(lǐng)域，也有少量科學(xué)家不同意這一共識。以下自然現(xiàn)象原因及假設(shè)仍未被完全科學(xué)界客觀數(shù)據(jù)完全證實。1.1新仙女木事件 “新仙女木”事件是末次冰消期持續(xù)升溫過程中的一次突然降溫的典型非軌道事件，冰河世紀(jì)結(jié)束以后，地球氣候于大約1.7萬年前開始變暖，氣溫逐漸地回升。兩極、北美和北歐的冰川開始消融，海平面逐漸上升。到了1.3萬年前，北半球的冰雪已經(jīng)融化了相當(dāng)大一部分。但是，這時，在12640年前，氣溫卻突然下降，世界各地轉(zhuǎn)入嚴(yán)寒，兩極和高地的冰蓋面積擴大，使得很多原先遷移到高緯度地區(qū)的生物大量死亡。這一次降溫是很突然的，在短短十年內(nèi)，地球平均氣溫下降了約7、8℃。這次降溫持續(xù)了上千年，直到11500年前，氣溫才又突然回升。這是目前為止研究最為充分、地質(zhì)證據(jù)最多的一次千年尺度氣候氣候突變事件。然而其精確起止時間、內(nèi)部精細結(jié)構(gòu)和氣候觸發(fā)響應(yīng)機制仍存在許多爭議。氣溫的突然下降似乎與全球氣候變暖現(xiàn)象對立，而其時間跨度過大，拋開氣候變化速率談地質(zhì)歷史時期的溫暖或寒冷氣候都是無意義的障眼法。1.221世紀(jì)以來歐亞冷冬頻發(fā)，小冰河期假說 21世紀(jì)初葉尤其是2008年以來,全球變暖響應(yīng)最顯著的歐亞大陸冷冬頻發(fā),與自1980s以來的變暖大背景形成鮮明對比。NASA通過對太陽黑子的研究發(fā)現(xiàn)，太陽活動頻率降低到了歷史的最低點，意味著地球?qū)⑦M入小冰河期，實際上，太陽黑子數(shù)量的多少，只是相當(dāng)于太陽活動強弱的象征，迄今為止，人類仍無法通過太陽黑子數(shù)量對其活動趨勢進行預(yù)判，跟無法預(yù)測未來氣候。況且有些觀測數(shù)據(jù)本身也與小冰河期的出現(xiàn)相悖。1.3火山爆發(fā)、植物腐敗、海洋變暖、太陽黑子 假設(shè)全球變暖是事實，關(guān)鍵是變暖的原因是否是二氧化碳？因為大氣運動是個很復(fù)雜的過程，太陽、洋流、宇宙射線都參與其中，而二氧化碳只是地球大氣的很小組成部分，而且這么小組分的氣體增加有多少是人引起的也很難量化，火山爆發(fā)、動植物腐敗等等都會產(chǎn)生大量的二氧化碳，且細菌釋放二氧化碳的量也都是人類釋放的1.5倍。并且二氧化碳的含量更有可能隨著溫度的升高而增加，海洋本身可以儲存二氧化碳，如果溫度升高，二氧化碳將會從海洋中釋放出來。隨著有效輻射強迫”(ERF)作為實際輻射強迫的優(yōu)先定義及不斷發(fā)展與使用，排除了火山爆發(fā)在氣候上的重要且直接的影響結(jié)果后，發(fā)現(xiàn)凈人類活動強迫超過自然輻射強迫機制而占主導(dǎo)。然而，人為ERF尚且具有不確定性，從而使得基于人為凈ERF數(shù)據(jù)的預(yù)測與估計也同樣具有不確定性。1.4宣揚全球變暖是否是政治或商業(yè)上的手段在2007-2012年全球氣溫呈現(xiàn)下降趨勢，是否意味著另一個冰河期的逐漸接近，且海底鉆探古代沉積層樣品顯示，全球氣候的變化模式并不支持全球氣候暖化的論點。目前，在全球變暖領(lǐng)域投入了大量的研究資金來研究全球變暖的影響和預(yù)測，但是對于這些反對全球變暖的科學(xué)家來說，投入甚少。這也是反對派越來越弱的原因。商家把“低碳”作為一種宣傳手段，而低碳產(chǎn)品往往比其他產(chǎn)品更貴，強制放棄普通產(chǎn)品而改用低碳產(chǎn)品會加重貧困人口的生活負擔(dān)。“低碳”和“防止全球暖化”等口號實際上成了政治作秀，簽訂了《京都議定書》的國家并不積極減排，甚至還有所增加。政治所大力宣傳的全球變暖趨勢與一些調(diào)查數(shù)據(jù)相駁，讓人質(zhì)疑全球變暖這一主張是否有蓄意夸大嫌疑。1.5人類是否有足夠的能力治理監(jiān)測全球氣候盡管IPCC第三工作組已經(jīng)在SR15中給出在地球物理(排放途徑要能夠?qū)崿F(xiàn)升溫目標(biāo))、環(huán)境生態(tài)(生態(tài)服務(wù)和資源可供性)、技術(shù)、經(jīng)濟、社會文化、制度機制等六個維度中的可行性的指標(biāo)框架。但由于評估與調(diào)查時間過于緊張，缺乏充分研究，使得在SR15中無法深入探討實現(xiàn)1.5°目標(biāo)下減排途徑的可行性以及建立于可行性上的政策措施。1.6人類的治理措施本身是否對氣候造成一定危害“A10-yeareffortbyChinatoimproveairqualityandreducepollution-relatedhealthriskshascausedwarminginareasacrossthenorthernhemisphere,accordingtonewwork. ”為應(yīng)對空氣污染問題，中國實施了改善空氣質(zhì)量的清潔空氣政策。主要側(cè)重于減少二氧化硫等主要空氣污染物的排放和初級氣溶膠。然而，對污染的治理改變了輻射強迫。實驗評估了對氣溶膠排放速率持續(xù)變化的近乎均衡的氣候反應(yīng)，在2006年至2017年期間，排放量下降了70%，碳排放量下降了30%。由完全耦合的海洋和大氣氣候模型的氣候模擬表明，氣溶膠排放率的降低可能凈增加全球輻射強迫量0.09±0.03Wm+2，平均變暖0.12±0.01°C。減少氣溶膠排放政策，可能會增加更多的凈變暖，這種尚不明確的變暖，相反又會增加國際氣候減緩努力的挑戰(zhàn)和緊迫感。研究采用NESM氣候模型，證明大氣中的氣溶膠不僅直接散射和吸收太陽輻射(輻射效應(yīng)),還通過作為凝結(jié)核、冰核來改變云的光學(xué)性質(zhì)進而影響地球輻射平衡，由人為氣溶膠引發(fā)的輻射收支平衡的調(diào)整被認為是人類活動影響氣候變化的第二大途徑，但目前對人為氣溶膠氣候效應(yīng)的認知程度還較低,存在很大的不確定性。可見，人類對氣候的治理會在一定程度上導(dǎo)致全球氣候危機的加重，是否繼續(xù)進行治理或是采用更先進的治理措施仍有待考究。全球氣候變化的利弊分析全球變暖將減少糧食產(chǎn)量研究表明,氣候變暖將會使全球作物產(chǎn)量的變化3倍以上。北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院王旭輝帶領(lǐng)的的研究團隊,通過貝葉斯條件概率統(tǒng)計方法,將48個增溫數(shù)據(jù)與幾個典型的作物模型相結(jié)合,實驗結(jié)果得出升溫1°將會使小麥、水稻、玉米和大豆有不同程度的減產(chǎn)。且氣候變暖會逐漸提升微生物分解土壤有機質(zhì)的速率，導(dǎo)致土壤的肥力降低，導(dǎo)致作物減產(chǎn)。其次，活躍了土壤環(huán)境中的離子交換，加重了土壤污染。土壤水分蒸發(fā)加劇，帶動鹽分上移，最終產(chǎn)生鹽漬化的問題。且提升了有機碳礦化速度，引發(fā)土壤內(nèi)部化學(xué)、物理以及生物反應(yīng)。大氣環(huán)流,洋流變化帶來的影響 冰川的融化量大于源頭增加量時,會導(dǎo)致冰川逐步向極地地區(qū)遷移,北極冰川的融化,使得全球降雨量增加,通過大氣環(huán)流的影響,大量淡水正通過挪威海,匯入北大西洋,使得墨西哥灣暖流遭到破壞,從而影響北大西洋暖流。北大西洋暖流減弱,進而導(dǎo)致歐洲西部暖濕氣流減弱,歐洲和北美東部氣候變冷，從而導(dǎo)致新仙女木事件發(fā)生的可能性增大。全球氣候變暖導(dǎo)致未來100至200年內(nèi)海平面上升至少1米，將會淹沒一些沿海地區(qū)，還會讓土地鹽堿化程度增大。2.3熱帶氣旋實驗利用歷史觀測數(shù)據(jù)、SODA再分析資料和耦合模式比較計劃CMIP5的模式輸出,采用最新的熱帶氣旋最大潛在強度公式,系統(tǒng)分析熱帶氣旋MPI以及與MPI相關(guān)的各個變量，得出CAPE項變量對熱帶氣旋的強度和頻數(shù)的影響較大。全球氣候變暖背景下,海洋和大氣的狀態(tài)都將發(fā)生改變,增加了對熱帶氣旋強度影響的不確定性,以及引發(fā)熱浪、颶風(fēng)、洪澇和干旱等一系列反常的氣候。2.4導(dǎo)致海洋甲烷的排放加劇據(jù)研究數(shù)據(jù)表明，隨著全球氣候變暖，海洋溫度上升，海洋中的天然氣水合物CH4排放量呈上升趨勢。溫室氣體的急劇增加發(fā)過來使得全球變暖形成正反饋效應(yīng)，氣候變化會更加嚴(yán)重。2.5部分地區(qū)農(nóng)業(yè)得以開發(fā)及發(fā)展全球氣候變暖使得部分作物播種期提前，適播作物的種類增多，提高作物的適播海拔，擴大作物適播面積，部分作物會在氣候變暖的影響下能夠提升產(chǎn)量，這些因素對于這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展都有積極的影響。且全球氣候變暖使得部分高原冰層融化，從而使得土地面積擴大，得以發(fā)展農(nóng)業(yè)。結(jié)論總體而言，從人類發(fā)展的時間尺度上看，人類活動對全球變暖的影響似乎并不能與自然強迫抗衡，且減少二氧化碳排放或是以人類的力量實施節(jié)能減排的措施減緩全球變暖效應(yīng)可能也沒有宣傳中的有成效，在一定程度上，還可能加劇全球氣候變暖。但若放開對二氧化碳排放的規(guī)定，必定會直接導(dǎo)致現(xiàn)有整個節(jié)能與環(huán)保體系的崩潰。并且從全球變暖利弊角度分析，益處幾乎體現(xiàn)在極少部分地區(qū)上，對全球區(qū)域而言，氣候變暖帶來的弊大于利。所以得出減緩全球變暖對人類長期發(fā)展有重要意義，人類應(yīng)為減緩氣候變暖做出努力。參考文獻：DanielHeadrick.GlobalWarming,theRuddimanThesis,andtheLittleIceAge.2016, 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