第4章 全球變化-專題教材

1、全球變化與適應(yīng)對(duì)策全球變化與適應(yīng)對(duì)策一、全球變化的概念一、全球變化的概念二、當(dāng)代主要的全球變化二、當(dāng)代主要的全球變化三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃四、全球變化的適應(yīng)對(duì)策四、全球變化的適應(yīng)對(duì)策我們的家園：我們的家園： 空氣空氣 水水 食物食物 一、全球變化的概念工業(yè)革命帶來(lái)了人類社會(huì)的快速發(fā)展，但同時(shí)也加快了地球表層系統(tǒng)的各種環(huán)境變化：全球變暖、全球變暖、生態(tài)系統(tǒng)退化、植被帶遷移、生物多樣性喪失、荒生態(tài)系統(tǒng)退化、植被帶遷移、生物多樣性喪失、荒漠化擴(kuò)展漠化擴(kuò)展等，人類社會(huì)面臨前所未有的資源、環(huán)境和發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。1、人類活動(dòng)對(duì)地球表層系統(tǒng)的影響、人類活動(dòng)對(duì)地球表層系統(tǒng)的影響1、人

2、類活動(dòng)對(duì)地球表層系統(tǒng)的影響、人類活動(dòng)對(duì)地球表層系統(tǒng)的影響人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響，成為現(xiàn)代生態(tài)學(xué)和現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的重要科學(xué)命題和研究焦點(diǎn)。如何保證地球成為適合人類生存并持續(xù)發(fā)展的生命支持系統(tǒng)成為當(dāng)前亟待解決的根本問(wèn)題。而科學(xué)、全面的認(rèn)識(shí)地球生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程發(fā)生的各種變化，是確定科學(xué)對(duì)策的關(guān)鍵。2 2、全球變化的定義、全球變化的定義(1)(1)該詞出現(xiàn)于該詞出現(xiàn)于2020世紀(jì)世紀(jì)7070年代，年代，“全球變化全球變化”表達(dá)了表達(dá)了整個(gè)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治體系的不穩(wěn)定狀態(tài)。整個(gè)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政治體系的不穩(wěn)定狀態(tài)。(2)(2)2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代，隨著環(huán)境問(wèn)題的突出，自然科學(xué)年代，隨著環(huán)境問(wèn)題的

3、突出，自然科學(xué)家將原來(lái)的定義擴(kuò)展到整個(gè)地球環(huán)境系統(tǒng)的變化。家將原來(lái)的定義擴(kuò)展到整個(gè)地球環(huán)境系統(tǒng)的變化。(3)(3)全球變化全球變化：是指由于自然和人為的因素而引起的：是指由于自然和人為的因素而引起的全球性的環(huán)境變化，包括全球性的環(huán)境變化，包括氣候變化、大氣組成變氣候變化、大氣組成變化、土地利用變化、生物多樣性變化、荒漠化化、土地利用變化、生物多樣性變化、荒漠化。2.2 當(dāng)代主要的全球變化n全球變化相互影響，人口增長(zhǎng)是主要驅(qū)動(dòng)因子2、全球變化的定義 人口呈指數(shù)級(jí)數(shù)增長(zhǎng)：1850年10億；1999年60億 每增加10億需要的時(shí)間越來(lái)越短所需要的時(shí)間越來(lái)越短所需要的時(shí)間越來(lái)越短n工業(yè)革命后，人口增長(zhǎng)

4、的速率與溫度升高、工業(yè)革命后，人口增長(zhǎng)的速率與溫度升高、CO2增加、增加、N增加趨勢(shì)基本一致增加趨勢(shì)基本一致n人類的改造能力迅速增加人類的改造能力迅速增加 二、主要的全球變化及其成因證據(jù)二證據(jù)二1. 大氣成分變化：CO2CO2對(duì)全球溫暖化的貢獻(xiàn)率60%。工業(yè)革命后CO2濃度呈指數(shù)增長(zhǎng)，工業(yè)革命前280umol.mol-1，1958-2010： 315385umol.mol-1。溫室氣體溫室氣體工業(yè)化前濃度工業(yè)化前濃度(1750)1999年濃度年濃度增加速率增加速率(%/a)貢獻(xiàn)率貢獻(xiàn)率(%)CO22803500.560CH40.81.71.01530N2O0.2880.310.25CH4N2O

5、1. 大氣成分變化：大氣成分變化：CH4、N2O1. 大氣成分變化：臭氧（大氣成分變化：臭氧（Ozone） 和氟氯化碳和氟氯化碳（CFCs ） 化石燃料和水泥生產(chǎn) 土地利用變化1. 大氣成分變化：大氣成分變化：CO2的來(lái)源的來(lái)源1980-1989: 55億噸/年；2000-2007: 75億噸碳/年1980-1989:16億噸/年；2000-2007: 15億噸碳/年碳源碳源/匯匯1980 to 19891989 to 1998(1) 化石燃料燃燒和水泥生產(chǎn)化石燃料燃燒和水泥生產(chǎn) 5.5 0.5 6.3 0.6 (2) 土地利用的凈釋放土地利用的凈釋放 1.6 0.8 1.6 0.8 (3)

6、大氣大氣CO2濃度的增加濃度的增加 3.2 0.2 3.3 0.2(4) 海洋吸收海洋吸收 2.0 0.8 2.3 0.8(5) 陸地吸收陸地吸收 = (1) +(2) (3)+(4)1.9 1.3 2.3 1.3Average annual budget of CO2 for 1980 to 1989 and for 1989 to 1998, expressed in Gt C yr 2000：1980-1998年全球碳預(yù)算年全球碳預(yù)算三個(gè)原因：三個(gè)原因：工業(yè)化后工業(yè)化后CO2增加歸因于化石燃料燃燒增加歸因于化石燃料燃燒（1 1）南極和格林蘭）南極和格林蘭冰芯冰芯記錄：大氣中記錄：大氣中C

7、OCO2 2開(kāi)始增加的開(kāi)始增加的時(shí)間與同期化石燃料消耗的增長(zhǎng)率相近。時(shí)間與同期化石燃料消耗的增長(zhǎng)率相近。（2 2）北半球大氣）北半球大氣COCO2 2濃度比南半球的高，因?yàn)榇蠖鄶?shù)濃度比南半球的高，因?yàn)榇蠖鄶?shù)最強(qiáng)的排放源位于北半球。最強(qiáng)的排放源位于北半球。（3 3）大氣中氧含量每年減少）大氣中氧含量每年減少3ppm3ppm，這與大氣中，這與大氣中COCO2 2增增加是相對(duì)應(yīng)的，因?yàn)榧邮窍鄬?duì)應(yīng)的，因?yàn)镃OCO2 2是燃燒的一種產(chǎn)品。是燃燒的一種產(chǎn)品。工業(yè)化（1750年）以來(lái)，大氣中溫室氣體明顯增加。年100012001400160018002000280300320340360(ppmv)CO2南

8、極冰芯資料顯示近南極冰芯資料顯示近10001000年大氣年大氣COCO2 2濃度濃度（2001）土地利用變化引起的碳排放土地利用變化引起的碳排放 土地利用變化大約占全球CO2釋放量的15-20%，作用僅次于化石燃料的燃燒。 1850-1998 年間, 土地利用變化引起的全球碳排放達(dá)13655 Gt, 其中毀林占87%,草地開(kāi)墾占13%；同期化石燃料燃燒和水泥生產(chǎn)的碳排放量為27030 Gt。 森林采伐：森林減少而少了地上生物量(吸收大氣CO2)；殘留植物的腐爛和土壤有機(jī)物質(zhì)自然分解而放出大量CO2。Gt (十億噸, 109 ton) 森林破壞：森林破壞：森林轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，土壤碳損失25%-40%

9、，0-20cm耕作層損失最大(40%)。 森林轉(zhuǎn)化為草地或者輪種地，土壤碳損失20%-27%。熱帶森林土地利用變化凈碳損失0.47 GtC.a-1(植物0.31，土壤0.16)土地利用變化引起的碳排放土地利用變化引起的碳排放 草原破壞：草原破壞：草原的碳庫(kù)90%以上在土壤中，影響草地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)變化的土地利用主要是開(kāi)墾和過(guò)度放牧。 開(kāi)墾開(kāi)墾：開(kāi)墾后的燒荒使植被中的碳都釋放到大氣中；開(kāi)墾促進(jìn)土壤呼吸，加快土壤有機(jī)質(zhì)分解；多年生草本被作物替代后，固定的初級(jí)生產(chǎn)量(C)分配到土壤中比例降低，一大部分被收割走損失。開(kāi)墾后，土壤中的碳損失30-50%。 過(guò)度放牧過(guò)度放牧：初級(jí)生產(chǎn)力降低，家畜采食減少了向

10、土壤中輸入的碳。加快土壤呼吸。內(nèi)蒙古錫林河流域羊草草原的研究顯示，過(guò)度放牧使表層土壤碳減少12%。土地利用變化引起的碳排放土地利用變化引起的碳排放熱帶毀林導(dǎo)致的熱帶毀林導(dǎo)致的CO2排放急劇上升排放急劇上升干擾干擾穩(wěn)定穩(wěn)定森林采伐后的碳森林采伐后的碳庫(kù)動(dòng)態(tài)庫(kù)動(dòng)態(tài)： ：土壤、死有機(jī)物碳土壤、死有機(jī)物碳釋釋放放 全球變暖全球變暖 降水格局改變降水格局改變 氣候?yàn)?zāi)害事件增加氣候?yàn)?zāi)害事件增加 厄爾尼諾現(xiàn)象厄爾尼諾現(xiàn)象2. 氣候變化氣候變化2. 氣候變暖氣候變暖1860年以來(lái)，全球表面溫度平均上升0.6C，僅過(guò)去40年就增加0.2-0.3C。2. 氣候變暖氣候變暖20世紀(jì)是過(guò)去世紀(jì)是過(guò)去2000年中最溫暖

11、的年中最溫暖的100年。年。近兩千年全球地表平均氣溫變化（相對(duì)于1961-1990年30年氣候平均）公元公元 200- -1980年年 公元公元1856- -1998年年（根據(jù)（根據(jù)Mann and Jones, 2003改繪）改繪） 近代的氣候變暖與大氣中溫室氣體的濃度大幅度上升密切相關(guān)。CO2是最主要的溫室氣體，對(duì)氣候的穩(wěn)定起著關(guān)鍵的作用。2. 氣候變暖的氣候變暖的原因溫室氣體能夠溫室氣體能夠吸收地表向外發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，減小吸收地表向外發(fā)射的長(zhǎng)波輻射，減小地球向外空釋放能量，并通過(guò)大氣的再發(fā)射向地表地球向外空釋放能量，并通過(guò)大氣的再發(fā)射向地表傳遞熱量，使低層大氣和地面溫度上升，這一過(guò)程傳遞

12、熱量，使低層大氣和地面溫度上升，這一過(guò)程稱為稱為“溫室效應(yīng)溫室效應(yīng)”（）。）。平流層對(duì)流層自第二次工業(yè)革命以自第二次工業(yè)革命以來(lái)，大氣來(lái)，大氣CO2濃度顯濃度顯著增加；尤其是自著增加；尤其是自20世紀(jì)世紀(jì)60年代，年代，CO2濃濃度與溫度以相似的趨度與溫度以相似的趨勢(shì)遞增。勢(shì)遞增。 由上可見(jiàn)：由上可見(jiàn)：(1) CO2與溫度變化總是以與溫度變化總是以相同的趨勢(shì)演變相同的趨勢(shì)演變，CO2是是氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力；氣候變化的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力；(2) 人類排放人類排放的的CO2是近代氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力；是近代氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)力；(3) 如果如果CO2及其它溫室氣體的大氣含量增加到及其它溫室氣體的

13、大氣含量增加到400-500ppm以上，地球的平均溫度至少要升高以上，地球的平均溫度至少要升高2 以上。以上。用模型方法分離自然活動(dòng)和人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響：結(jié)果顯示，有人類活動(dòng)影響的模擬的氣候變化趨勢(shì)最接近實(shí)際情況。2. 氣候變暖的原因黑線：觀測(cè)值 紅色：人類變化+自然變化 藍(lán)色：自然變化 海平面上升海平面上升 永凍土層解凍永凍土層解凍 植物生長(zhǎng)季延長(zhǎng)植物生長(zhǎng)季延長(zhǎng) 動(dòng)、植物分布范圍向高海拔、高緯度地區(qū)移動(dòng)動(dòng)、植物分布范圍向高海拔、高緯度地區(qū)移動(dòng) 動(dòng)植物物候節(jié)律變化：生育季節(jié)、開(kāi)花時(shí)間動(dòng)植物物候節(jié)律變化：生育季節(jié)、開(kāi)花時(shí)間 珊瑚礁白化珊瑚礁白化 。2. 氣候變暖：氣候變暖： 后果后果20世紀(jì)已

14、觀測(cè)到的氣候變化的影響 過(guò)去100年全球海平面上升10-20cm,平均每年上升1-2mm。 預(yù)計(jì)到2100年平均上升50 cm。海平面升高冰蓋的融化冰蓋的融化北冰洋冰蓋的縮小北冰洋冰蓋的縮小冰川退縮冰川退縮繆爾冰川，繆爾冰川，Alaska阿拉斯加永凍層融化永凍層融解永凍層融解-大量碳釋放大量碳釋放-加劇全球變暖加劇全球變暖生物向高緯度、高海拔遷移溫帶森林的砍伐溫帶森林的砍伐3. 土地利用變化土地利用變化n土地覆蓋土地覆蓋(land cover)：土壤：土壤/植被系統(tǒng)植被系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，如森林、草地、耕地等。的結(jié)構(gòu)，如森林、草地、耕地等。n土地利用土地利用(land use)：人類利用土地覆：人類利

15、用土地覆蓋類型的方式蓋類型的方式,例如如何利用森林：生例如如何利用森林：生產(chǎn)木材產(chǎn)木材or保持水土保持水土森林-耕地、牧業(yè)用地：全球耕地一半以上于1900年后開(kāi)墾出來(lái)。1961-1991全球土地利用變化全球土地利用變化森林減少森林減少耕地增加耕地增加3. 土地利用變化土地利用變化 改變下墊面的熱力特征（如地表反射率等），從而影響氣候系統(tǒng)。 通過(guò)對(duì)陸地碳循環(huán)影響大氣組成成分（主要是溫室氣體），進(jìn)而影響氣候變化。 1850-1998 年間, 土地利用變化引起的全球碳排放達(dá)13655 Gt, 其中毀林占87%，草地開(kāi)墾占13%；而同期化石燃料燃燒和水泥生產(chǎn)的碳排放量為27030 Gt。 影響生物多樣

16、性。3. 土地利用變化：影響土地利用變化：影響 地表反射率 水汽流動(dòng) 碳排放森林森林農(nóng)田農(nóng)田3. 土地利用變化：影響氣候系統(tǒng)水汽流動(dòng)水汽流動(dòng): 植被的蒸騰蒸散植被的蒸騰蒸散熱帶森林：天然、很高的植被蒸騰熱帶森林：天然、很高的植被蒸騰農(nóng)田：需要額外的水分灌溉農(nóng)田：需要額外的水分灌溉毀林導(dǎo)致的碳排放毀林導(dǎo)致的碳排放4. 荒漠化荒漠化n定義：由于不恰當(dāng)?shù)娜藶榛顒?dòng)，導(dǎo)致的定義：由于不恰當(dāng)?shù)娜藶榛顒?dòng)，導(dǎo)致的干旱、半干旱干旱、半干旱和半濕潤(rùn)和半濕潤(rùn)地帶的環(huán)境退化現(xiàn)象。包括氣候變異和人類地帶的環(huán)境退化現(xiàn)象。包括氣候變異和人類活動(dòng)在內(nèi)的多種因素的作用下產(chǎn)生和發(fā)展的土壤退化、活動(dòng)在內(nèi)的多種因素的作用下產(chǎn)生和發(fā)展

17、的土壤退化、水資源減少、植被退化，生產(chǎn)潛力減少水資源減少、植被退化，生產(chǎn)潛力減少我國(guó)的荒漠化形勢(shì)嚴(yán)峻我國(guó)的荒漠化形勢(shì)嚴(yán)峻 達(dá)國(guó)土面積8% 以2100 km2/yr的速度蔓延 潛在荒漠化面積占國(guó)土面積34.6%風(fēng)蝕、土地沙化風(fēng)蝕、土地沙化草場(chǎng)退化草場(chǎng)退化n目前物種滅絕速度為自然速度目前物種滅絕速度為自然速度100-1000倍倍n未來(lái)滅絕速度將以目前未來(lái)滅絕速度將以目前10倍的速度增加倍的速度增加n中國(guó)：擁有全球物種的中國(guó)：擁有全球物種的10-14%，多樣性極為，多樣性極為豐富，然而，目前：豐富，然而，目前：61%的野生生境喪失的野生生境喪失40%的生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化的生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重退化15-20%的

18、物種瀕危的物種瀕危5. 生物多樣性喪失生物多樣性喪失5. 生物多樣性喪失 多樣性-生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性 -高生產(chǎn)力 -重要的經(jīng)濟(jì)資源n多樣性喪失，生態(tài)系統(tǒng)的多樣性喪失，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，進(jìn)而影響生穩(wěn)定性降低，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃 全球變化是一個(gè)多學(xué)科的研究領(lǐng)域，需要全球變化是一個(gè)多學(xué)科的研究領(lǐng)域，需要全世界的科學(xué)家聯(lián)合起來(lái)開(kāi)展研究。目前，全世界的科學(xué)家聯(lián)合起來(lái)開(kāi)展研究。目前，國(guó)際上已經(jīng)展開(kāi)了多項(xiàng)跨學(xué)科的交流與合國(guó)際上已經(jīng)展開(kāi)了多項(xiàng)跨學(xué)科的交流與合作研究項(xiàng)目，并取得了大量研究結(jié)果，為作研究項(xiàng)目，并取得了大量研究結(jié)果，為制

19、定科學(xué)、合理的應(yīng)對(duì)全球變化政策提供制定科學(xué)、合理的應(yīng)對(duì)全球變化政策提供了科學(xué)依據(jù)。了科學(xué)依據(jù)。 WCRP（世界氣候研究計(jì)劃）：（世界氣候研究計(jì)劃）：1980s (1985) IGBP （國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃）（國(guó)際地圈與生物圈計(jì)劃）:1986 DIVERSITAS（全球生物多樣性計(jì)劃）：（全球生物多樣性計(jì)劃）：1991 IHDP（全球環(huán)境變化的人文因素計(jì)劃）：（全球環(huán)境變化的人文因素計(jì)劃）：1996三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃三、國(guó)際全球變化研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃世界氣候研究計(jì)劃(WCRP)： 由世界氣象組織由世界氣象組織(WMO)和國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)和國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合主持，聯(lián)合主持，20世紀(jì)世紀(jì)

20、80年代開(kāi)始執(zhí)行。年代開(kāi)始執(zhí)行。 主要研究主要研究氣候系統(tǒng)物理方面氣候系統(tǒng)物理方面的問(wèn)題，包括的問(wèn)題，包括對(duì)大氣、海洋和地球表面的研究。對(duì)大氣、海洋和地球表面的研究。目標(biāo)目標(biāo)：全球氣候的可預(yù)報(bào)程度；人類活動(dòng)對(duì)氣候全球氣候的可預(yù)報(bào)程度；人類活動(dòng)對(duì)氣候的影響。的影響。國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃(IGBP)： 由國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)由國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì)1986年正式確立。年正式確立。 針對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)的合作項(xiàng)目，針對(duì)整個(gè)地球系統(tǒng)的合作項(xiàng)目，重點(diǎn)重點(diǎn)研究研究地圈和生物圈的相互作用，地圈和生物圈的相互作用，目標(biāo)目標(biāo)是了解控是了解控制地球系統(tǒng)及其演化的相互作用過(guò)程，以制地球系統(tǒng)及其演化的相互作用過(guò)程，以及

21、人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響。及人類活動(dòng)對(duì)地球系統(tǒng)的影響。全球生物多樣性計(jì)劃(BIODIVERSITAS) 由國(guó)際生物學(xué)聯(lián)合會(huì)，環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員由國(guó)際生物學(xué)聯(lián)合會(huì)，環(huán)境問(wèn)題科學(xué)委員會(huì)、聯(lián)合國(guó)教科文組織聯(lián)合發(fā)起。會(huì)、聯(lián)合國(guó)教科文組織聯(lián)合發(fā)起。 主要任務(wù)主要任務(wù)：通過(guò)國(guó)際間合作，加強(qiáng)對(duì)生物：通過(guò)國(guó)際間合作，加強(qiáng)對(duì)生物多樣性的起源、組成、功能、維持和保護(hù)多樣性的起源、組成、功能、維持和保護(hù)及可持續(xù)利用的研究。及可持續(xù)利用的研究。全球變化的人文因素計(jì)劃全球變化的人文因素計(jì)劃(IHDP)： 由國(guó)際遠(yuǎn)景機(jī)構(gòu)聯(lián)合會(huì)、聯(lián)合國(guó)教科文組織、國(guó)際社會(huì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)聯(lián)合制定的計(jì)劃。 該計(jì)劃主要側(cè)重社會(huì)科學(xué)領(lǐng)域的綜合研究，分析

22、人類在導(dǎo)致全球變化中所起的作用。 目標(biāo)：加強(qiáng)對(duì)人-地系統(tǒng)復(fù)雜相互作用的認(rèn)識(shí)，探索并預(yù)測(cè)全球環(huán)境下的社會(huì)，確定社會(huì)策略以減緩全球變化的不利影響。四、全球變化的適應(yīng)對(duì)策四、全球變化的適應(yīng)對(duì)策 全球變化研究的不確定性全球變化研究的不確定性 碳政策碳政策 林業(yè)和牧業(yè)對(duì)策林業(yè)和牧業(yè)對(duì)策 農(nóng)業(yè)對(duì)策農(nóng)業(yè)對(duì)策1.全球變化研究的不確定全球變化研究的不確定 氣候變化存在時(shí)空差異性；氣候變化存在時(shí)空差異性； 不同生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)氣候變化的響應(yīng)和敏感性不同生態(tài)系統(tǒng)類型對(duì)氣候變化的響應(yīng)和敏感性不同；不同； 未來(lái)的氣候變化預(yù)測(cè)存在不確定性，制定適應(yīng)未來(lái)的氣候變化預(yù)測(cè)存在不確定性，制定適應(yīng)對(duì)策應(yīng)該考慮不同的氣候變化情景。對(duì)策

23、應(yīng)該考慮不同的氣候變化情景。 氣候預(yù)測(cè)的不確定性：在大氣環(huán)流模型(GCM)中，大氣與海洋、大氣與生物圈還沒(méi)有完全耦合；對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的描述還不完善；其中的陸面過(guò)程模型對(duì)于植物的過(guò)程和機(jī)理描述不充足。 1.全球變化研究的不確定全球變化研究的不確定 全球尺度的氣候系統(tǒng)模式的空間分辨率盡管已經(jīng)增加，在模擬全球、洲際大陸空間尺度上可信度較高，但在較小的國(guó)家或省區(qū)尺度上分辨率不夠； 并且，其科學(xué)內(nèi)涵在區(qū)域尺度上也經(jīng)常是粗糙的，因而對(duì)區(qū)域模擬的不確定性很大，不同的模式經(jīng)常給出完全相反的結(jié)論。 植被對(duì)氣候反饋的不確定性：植被對(duì)氣候反饋的不確定性：現(xiàn)有的陸面模型是以研究區(qū)域給定的植被類型和土壤特征為基礎(chǔ)，忽略了

24、對(duì)氣候系統(tǒng)有重要影響的植被類型的潛在變化，即沒(méi)有考慮植被類型的改變對(duì)氣候變化的反饋?zhàn)饔谩?植被和生態(tài)系統(tǒng)變化機(jī)理的不確定性植被和生態(tài)系統(tǒng)變化機(jī)理的不確定性 ：植被對(duì)植被對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性在不斷發(fā)生變化，嚴(yán)重影響預(yù)于環(huán)境的適應(yīng)性在不斷發(fā)生變化，嚴(yán)重影響預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性； 人類活動(dòng)的范圍和強(qiáng)度的不確定性人類活動(dòng)的范圍和強(qiáng)度的不確定性：人類活動(dòng)：人類活動(dòng)的影響大多是通過(guò)人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而出現(xiàn)的，的影響大多是通過(guò)人類的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)而出現(xiàn)的，經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的不確定因素，使預(yù)測(cè)難以達(dá)到理經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的不確定因素，使預(yù)測(cè)難以達(dá)到理想的程度；想的程度； 干擾的范圍及其強(qiáng)度的不確定性：干擾的范圍及其強(qiáng)度的不確

25、定性： 是否存在中世紀(jì)暖期(WMP)和小冰期(LIA) 歷史氣候研究中，關(guān)于過(guò)去兩千年來(lái)是否存在比20世紀(jì)更暖的中世紀(jì)暖期存在很大爭(zhēng)議： 該爭(zhēng)議關(guān)系到如何評(píng)估20 世紀(jì)氣候變暖中自然波動(dòng)與人類活動(dòng)的貢獻(xiàn)問(wèn)題。 如存在WMP, 意味著20 世紀(jì)暖期可能是百年甚至千年尺度的暖期的重現(xiàn), 與小冰期(LIA)結(jié)束后氣候轉(zhuǎn)暖有關(guān)。而不一定是主要由于人類活動(dòng)導(dǎo)致。案例案例1.氣候變暖的不確定性氣候變暖的不確定性 不存在不存在WMP、LIA：美國(guó)學(xué)者：美國(guó)學(xué)者M(jìn)ann M 和英國(guó)學(xué)者和英國(guó)學(xué)者Jones P, 他們認(rèn)為過(guò)去千年來(lái)上個(gè)世紀(jì)最暖。他們認(rèn)為過(guò)去千年來(lái)上個(gè)世紀(jì)最暖。 MWP 和和LIA 存在：加拿大

26、學(xué)者存在：加拿大學(xué)者M(jìn)cIntyre S、McKitrick R 以及美國(guó)學(xué)者以及美國(guó)學(xué)者Soon W。 認(rèn)為認(rèn)為Mann M的資料在的資料在1550 年之前數(shù)據(jù)可信度不高年之前數(shù)據(jù)可信度不高,存在存在6 個(gè)錯(cuò)誤個(gè)錯(cuò)誤( 資料核對(duì)的誤差、不合理的截?cái)嗉巴赓Y料核對(duì)的誤差、不合理的截?cái)嗉巴馔朴涗?、?yīng)用過(guò)時(shí)的資料、地理位置錯(cuò)誤、不正確地推記錄、應(yīng)用過(guò)時(shí)的資料、地理位置錯(cuò)誤、不正確地計(jì)算樹(shù)木年輪的主分量以及資料缺少質(zhì)量控制計(jì)算樹(shù)木年輪的主分量以及資料缺少質(zhì)量控制) , 重新重新訂正后發(fā)現(xiàn)訂正后發(fā)現(xiàn)1550 年之前的溫度比年之前的溫度比Mann M 預(yù)測(cè)的高。預(yù)測(cè)的高。意味著意味著歷史時(shí)期存在暖期。歷史

27、時(shí)期存在暖期。 美國(guó)科學(xué)研究咨詢委員會(huì)美國(guó)科學(xué)研究咨詢委員會(huì)(NRCNA) 對(duì)利用代用資料對(duì)利用代用資料重建的全球或北半球溫度變化的結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估重建的全球或北半球溫度變化的結(jié)果進(jìn)行了評(píng)估, 認(rèn)認(rèn)為截至為截至2006 年年, 學(xué)術(shù)界重建的全球或半球溫度序列在學(xué)術(shù)界重建的全球或半球溫度序列在900 1600 年時(shí)段的可信度較低年時(shí)段的可信度較低。 2009 年年, Mann M 在在Science上發(fā)表文章上發(fā)表文章, 認(rèn)可了認(rèn)可了MWP 和和LIA 的存在的存在, 并承認(rèn)某些區(qū)域并承認(rèn)某些區(qū)域MWP 的溫暖程度可的溫暖程度可能超過(guò)了能超過(guò)了20 世紀(jì)末。世紀(jì)末。2.全球碳對(duì)策全球碳對(duì)策 經(jīng)過(guò)反

28、復(fù)爭(zhēng)論和研究，基本達(dá)成共識(shí)，造成全經(jīng)過(guò)反復(fù)爭(zhēng)論和研究，基本達(dá)成共識(shí)，造成全球氣候變暖的主要根源在于礦物燃料、森林過(guò)球氣候變暖的主要根源在于礦物燃料、森林過(guò)伐、草地過(guò)牧和開(kāi)墾等導(dǎo)致溫室氣體含量劇增。伐、草地過(guò)牧和開(kāi)墾等導(dǎo)致溫室氣體含量劇增。 制定了一系列具有國(guó)際約束力的文件，如制定了一系列具有國(guó)際約束力的文件，如京京都議定書都議定書(1997)、聯(lián)合國(guó)氣候變化變化框聯(lián)合國(guó)氣候變化變化框架公約架公約(1992)等。等。 增匯、減排增匯、減排 京都議定書京都議定書：工業(yè)化發(fā)達(dá)國(guó)家努力在：工業(yè)化發(fā)達(dá)國(guó)家努力在2008-2012年把年把CO2排放量比排放量比1990年水平降低年水平降低5%(平均平均值值)。不同國(guó)家有所區(qū)別。發(fā)達(dá)國(guó)家在限制能源。不同國(guó)家有所區(qū)別。發(fā)達(dá)國(guó)家在限制能源消費(fèi)和減排上應(yīng)承擔(dān)更大責(zé)任。消費(fèi)和減排上應(yīng)承擔(dān)更大責(zé)任。(具有法約束力具有法約束力) 哥本哈根氣候協(xié)議：哥本哈根氣候協(xié)議：2009.12. 簽署了一項(xiàng)簽署了一項(xiàng)不具不具法律約束力的意愿聲明法律約束力的意愿聲明。沒(méi)有明確各國(guó)的溫室。沒(méi)有明確各國(guó)的溫室氣體減排目標(biāo)。氣體減排目標(biāo)。2.全球碳對(duì)策：碳減排全球碳對(duì)策：碳減排2009.9.22，聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)，聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì) 12月月19日，哥本哈根氣候變化會(huì)議日，哥本哈根氣候變化會(huì)議 中國(guó)政府明確：到中國(guó)政府明確：到2020 年溫室氣體排放比年溫