第9章未来全球变化及其影响.docxVIP

第九章??未来全球变化及其影响 ? 根据气温变化的千年曲线，从气温的变化趋势及20?世纪后期的升温引入未来气候将如何变化？是否会像电影《the day after tomorrow》所说那样进入新的冰河世纪。 ? 第一节??全球气候变化预测 ?全球气候变化既有自然原因，也有人为因素。由于未来自然气候变化的不确定性，特别是在人们关心的世纪尺度的气候变化，现在还无法给出明确地预测，因此，本章主要讨论的是人为温室气体增加可能造成的气候变化。 ? 一、温室气体浓度的变化 ?未来温室气体浓度的变化主要取决于人类温室气体的排放、海洋对碳的吸收、陆地生态系统对碳的吸收等多种生物地球化学过程。对于这些过程，目前还存在着许多不确定性，因此，预测未来大气温室气体的浓度也只能给出一个粗略的范围。 大气中的主要温室气体（IPCC,1990年）； 部分温室气体的全球变暖潜势； 15个排放CO2最多的国家（1992）； 中国能源消费总量增长趋势； 中国煤炭消费量和二氧化硫排放量增长趋势； 国际上要求我国减排温室气体的压力越来越大 ? ??????????????为了准确预测未来大气中CO2浓度随时间的变化，需要准确了解化石燃料使用量增长、海洋洋流和海洋生物变化、陆地生物量变化等全球碳循环过程中的一系列问题。 ??????????????IPCC对未来大气中温室气体的浓度进行评估，给出了IS92六种可能的情景，每种情景分别考虑了人口增长、GDP、农业、能源消耗和其他因素。 ? 大气化学成分变化的预测（IPCC，2001） 消耗臭氧层物质消费趋势 ? 二、增温的预测 未来CO2等温室气体浓度的增加，全球气温将出现增加的趋势。目前，关于未来气温的预测，主要是采用数值模式进行预测。此外，还有根据目前气候的变化趋势外推和根据地质时期的古气候资料类比法在预测未来气温时也得到应用。 ?（一）大气环流模式（GCMs）。大气环流模式（GCMs）可以反映调节大气变化的各种反馈过程，用这种方法模拟CO2等温室气体浓度的增加导致的气温变化是比较理想的。 ??1、CO2浓度增加1倍时温度的增加 ??????????????Manabe和Wetherald（1975）得出CO2浓度增加1倍时，全球表面气温增加2-3℃的结论； ??????????????他们的研究结果还表明了温度增加的区域差异，高纬度地区的增温幅度比低纬度地区大几倍； ??????????????全球平均降水量也随之增加。 ??????????????尽管他们的研究基于理想的大陆分布和沼泽状的海洋（没有混合和输送）及年平均的辐射（没有季节变化），是一种非常简单的模式，但他们的上述几点重要结论却经受住了时间的检验。 ??????????????后来的模拟包括了更为真实的海陆分布和季节变化，并考虑了海洋的动力和热力交换过程，但所得出的结论和Manabe等前辈的研究非常相似，一般在2-4℃；同时证实最大增温的确在高纬度地区，特别是北半球的高纬度地区，也发现最显著的增温季节在冬季。 ??????????????美国国家科学院（1982）的报告预测，?CO2浓度增加1倍时，全球地表温度增加3?1.5?℃，这就是后来广为引用的估计数字； ??????????????当然也有的模拟未见到高纬度地区变暖的幅度增强的现象，Washington和Meehl(1984)的研究表明，高纬度地区变暖的幅度增强的现象只出现在海冰的边缘，而不是在陆地上。 ??????????????Manabe和Wetherald（1980）预测得出CO2浓度增加1倍时，变暖的幅度随高度和纬度的变化。在地面，赤道附近增温约2?℃左右；35-50?N之间为3-4℃，80?N附近可达7-8?℃。 ??????????????在中高纬度地区，温度增加数值随高度减小。在平流层气温是下降的。美国国家大气研究中心（NCAR，1980）的报告反映了近似的结果，但在细节上和Manabe等人的结论略有出入。 区域气候模式模拟的二氧化碳加倍时中国地区年平均温度变化 （单位：℃） 区域气候模式模拟的二氧化碳加倍时中国地区年平均降水变化 （单位：%） 2、CO2浓度增加到工业革命前的4倍时全球气温的变化 ??????????????Manabe和Stouffer（1980）用大气环流模式模拟了当大气浓度增加到工业革命前的4倍时全球各地区气温的变化。他们的研究结果表明高纬度地区升温幅度最大的特点仍然十分明显。在北半球的冬季，亚洲和北美洲的大陆东岸升温幅度高于同纬度其他地区，但两个大陆的干燥地区升温幅度并不大。在北半球的夏季，最大增暖地区是南极大陆和南大洋；北半球此时的增暖中心有三个，即：北大西洋地区、北太平洋地区和欧亚大陆内部。 ? （二）海洋-气候耦合模式 ????????????