全球变化科学导论与研究实例论文

随着全球环境问题的日益严重，人类生存环境的自然变化与因人类活动而引起的环境变化问题已受到国际学术界的普遍关注。这是因为对环境变化历史过程的研究不仅是深刻认识现代全球环境问题的基础，同时也是预测未来环境变化趋势的重要参数。因此，全球变化研究计划把历史环境演变规律的研究作为其核心计划之一[102]。 人类赖以生存的地球环境是由大气圈、水圈、岩石圈和生物圈组成的一个相互作用的整体。这些圈层之间存在着极为密切的联系，其要素变化既存在一定程度的协同性和不同程度的差异性，又存在一定程度的稳定性和脆弱性；同时在不同的区域还会以不同的规律特征和不同的形式表现出来。因此，需要在深入总结环境各要素自身变化基本规律与特点的基础上，对各环境要素的共同特征进行揭示，以便寻找出自然环境演变过程中各主要要素的内在联系和驱动因子。 历史时期地理环境演变是我国历史地理研究的传统优势领域。数十年来已开展了大量研究工作，对各环境要素都有不同程度的研究，包括历史气候、地貌、植被、动物群落、河湖水系、海平面、沙漠和自然灾害等，其最具代表性的著作是20世纪80年代初出版的《中国自然地理·历史自然地理》一书[28]。气候要素是历史地理研究的各自然要素中研究最为活跃和深入的，在国际上占有显著地位。这一领域由竺可桢等先生开创，后经几代人的努力，已取得了长足的进展，积累了相当丰厚的资料与研究成果，其它环境要素虽然也开展了不少研究工作，但与气候要素相比，无论是在深度、广度还是精度上，都有较大的差距。这给我国区域环境演变序列的重建与比较研究带来许多困难。 近年来，随着全球变化研究的不断深入，历史环境变迁研究已从单一要素的描述性研究转向高分辨率的量化集成研究，这已成为现今国际环境变迁研究的主流趋势。有鉴于此，笔者认为对我国历史时期自然环境演变规律的研究应着重开展以下几个方面的工作：①利用历史文献、考古资料、自然剖面、树轮、冰芯、湖芯、石笋等记录，提取高分辨率信息；②重建我国不同时空尺度高分辨率的环境演变序列；③探讨典型地区（如环境敏感区、生态脆弱带、生态过渡带及经济发达区等）自然环境及各要素的历史演变规律；④环境演变与人类活动相互影响和各环境要素相互作用的机理与模式。等等。 历史时期土地利用／土地覆被变化研究 国际全球变化研究经过近20年的发展，已逐步形成了一门以研究全球变化为对象的新兴学科——全球变化科学。土地利用／土地覆被变化(LUCC)是这一科学研究中的核心内容之一。就全球尺度而言，人类土地利用活动正在以惊人的速度改变着地球表面土地覆被的格局，这是人类与自然环境长期相互作用的结果。而这种格局的变化不仅影响了人类赖以生存的自然资源，引发了社会、经济领域的可持续发展问题，而且还对环境过程（如气候变化、生态系统过程、生物地球化学循环和生物多样性等）造成深刻的影响。土地利用／土地覆被变化作为全球变化的主要驱动力之一，已逐步为学术界所公认[103]。 土地利用／土地覆被变化(LUCC)是人类活动与自然界长期相互作用的结果。现今的土地覆被格局并非自古就是如此，而是人类活动对自然环境不断实施影响而积渐所至，有着悠久的历史根源，这为历史地理学提出了新的研究课题。20世纪90年代中期，由IGBP和IHDP联合发起的LUCC研究中，特别将“过去300年中，人类活动是如何改变土地复被”以及“在不同历史阶段、不同地理单元，土地利用变化的主要人文因素是什么”列为重点问题，并强调：必须利用各种手段恢复过去土地利用／土地覆被变化的详细历史[104,105]。我国开展此项研究工作具有得天独厚的条件，因为中国不仅拥有漫长的农业发展史，更重要的是拥有极其丰富的历史文献资料，这是其他国家都无法比拟的。中国历史地理学在这一研究领域中拥有不可替代的地位，能够发挥作用，而且应该发挥作用。 在当前与未来一段时间内，应着重关注过去数百年时间段（如300年或500年）的变化研究，重点研究的问题有：①历史时期土地利用／土地覆被变化史实重建；②历史文献资料和代用资料的量化评估与转换；③土地利用／土地覆被变化的驱动力辨识；④土地利用／土地覆被变化对区域环境变化的影响等。 适应研究与不同地域适应模型建立 对未来人类社会而言，如何适应全球变化是人类社会能否持续发展面临的关键问题。IGBP在新构建的研究框架中认为，未来的全球变化研究必须为人类社会的可持续作出贡献。为此，IGBP、WCRP、IHDP正在酝酿建立若干个与人类社会可持续发展紧密相关的联合研究计划。目前以全球碳循环、食物系统、水循环为主要内容的联合研究计划正在建立之中。这预示着，继全球变化的基础研究之后，人类社会的适应性研究将成为今后国际科学界关注的另一个重大问题。我国全球变化研究推动与组织者之一叶笃正先生近年来也积极倡导全球变化的适应研究，他认为：继全球变化基础研究之后，适应性研究将成为一个独立的重大问题[106]。我国IGBP委员会也已把对全球变化的适应研究作为未来全球变化研究的主要方向。 人类社会对环境变化的适应从本质上讲就是人类根据自然环境的天然特性来改造自己，以得到人类与自然环境相互作用系统的相对稳定。自然环境制约人类活动，人类活动又反过来影响或改变自然环境的面貌，这已是尽人皆知的事实。然而，在这种相互影响、相互制约的变化进程中，人类社会是如何调整自己的生产和生活方式，以适应自然环境的变化？人类活动的种种调整是否得当有效？不同地域类型的人群其适应模式又有何差异？我国劳动人民在长期的社会实践中给我们留下了许多宝贵经验与历史教训。譬如通过主动性的人口迁徙来缓解自然系统的承载压力，通过引进和推广新技术、新物种等来提高自然系统的承载能力，通过提高生产力水平以扩张人类的适应能力等等。历史地理学在未来一个时期里应积极开展这方面研究工作，为当今人类适应未来全球变化提供历史借鉴。 历史地理在开展此项研究时，应着重关注通过对业已发生的历史个例的分析与总结，寻找历史时期人类对重大历史环境变化事件响应的不同方式所能承受的环境“阈值”，包括农业生产系统中不同响应方式（如生产技术调整与改进、耕作制度调整、生产方式变革等）承受重大环境变化事件的“阈值”，社会经济系统中不同响应方式（如消费结构调整、食品市场波动、赈灾储备措施调整、政策响应等）承受重大环境变化事件的“阈值”；总结人类对重大环境变化事件的响应机理与适应模式，包括人类响应重大异常环境事件的决策过程、人类活动对不同时空尺度环境变化事件的响应时滞和人类对重大环境变化事件的适应模式及其现实意义等。 历史时期人地关系地域系统研究 人地关系是一个既涉及自然过程又涉及社会过程的综合概念，是现代地理学、现代历史地理学研究的永恒主题和理论基础。 20世纪80年代以来，随着全球环境问题的日益严重，环境与发展已成为当今国际社会普遍关注的重大问题。由此而兴起的全球环境变化与可持续发展研究，也成为当今科学界最重要的全球性研究主题。这两大问题均与人地关系息息相关。其目的在于：通过科学研究正确认识人与自然环境的辩证关系，探求人与自然环境相互作用的机理与过程，提出人与自然环境协调、永续发展的模式。人类如何可持续地维持地球生命支撑系统将成为未来全球变化研究和可持续发展研究的终极目标。 人与自然关系的内涵是随着人类社会的发展而发生变化的。在我国封建社会的早期，先哲们就总结概括了一些人地关系的学说思想，如孔子的“畏天命”、孟子的“天人合一”、荀子的“制天命”、董仲舒的“天人感应”等。其中“天人合一”的人地观，自先秦至明清一直为历代大多数哲学家所宣扬，是中国传统哲学的一个独特观点[107]。诸如孟子在两千多年前述及的“不违农时，谷不可胜食也。数罟不入污池，鱼鳖不可胜食也。斧斤以时入山林，材木不可胜用也”等人与自然界和谐、永续发展的论点，对现今人地关系的思辨仍具有深远的现实意义和理论价值，是值得我们总结和借鉴的。 中国人地关系问题是一个古老而深邃的哲学命题，绝非历史地理学或现代地理学所能覆盖得了的，许多哲学社会科学和其它自然科学的学科也都在探寻这一问题。然而，以地域空间为单元来研究历史时期人地关系的空间结构特征、地域分异规律及其形成机理与变化过程等，则只有历史地理学一家。笔者相信，通过对历史时期人地关系的深入研究，必将推动历史地理学的飞跃发展，同时也将为全球变化与可持续发展研究做出重要贡献。 华夏故土嬗变集成研究及其图谱编制 在人类文明中，中华文明自成一系、源远流长、连绵不断，它是中华民族在特定地域范围内长期生存与发展，适应自然环境、利用自然资源并改造生存环境，创造物质与精神财富的总和。中华大地是中华民族产生、繁衍、发展、壮大的特定地域，它不仅具有复杂多样的地理环境，也有独特的环境变迁与社会变迁历史。中华文明伴随着华夏故土的演化而发展，并不断改变着其演化进程与格局。中华文明的形成方式和发展进程可能代表了世界文明演进过程中的一种特殊形式，而这种特殊形式与华夏故土地理环境的演化密切相关[54]。开展中华文明与华夏故土之间相互联系的过程研究，是认识人类与环境关系的关键科学问题，开展这一研究将是中国历史地理学对人类文明发展作出的重大贡献。 近数十年来，随着科学技术的快速发展，我国学者对中华文明与华夏故土变迁的考古学、地理学与历史学等方面的研究均取得了丰硕的成果。从人类起源到人类文明演进，从农业起源到土地利用变化，从政区、疆域沿革到人口分布与迁徙，从科学技术的发展到城市文明的兴起，从自然灾变到重大历史事件，从气候变化到地貌过程，从生物群落演替到河湖水系迁徙，从海岸线的迁移到沙漠化、荒漠化的扩张，从支撑中华文明形成与发展的华夏故土的整体性研究到二者之间的相互联系与相互作用等，都开展了大量的研究工作，取得了一系列突破性的研究成果，并积累了丰富的历史文献资料、文物考古资料和自然记录资料，初步建立了不同时空尺度自然环境变迁与文明发展的演化序列，这为我们研究编制5000年华夏文明与华夏故土变迁的图谱奠定了坚实基础。 应用高新技术展示中华文明的源远流长和博大精深，有效集成中华民族及其生存环境的时空变迁，合理复原华夏文明与故土的演变过程，深入认识支撑中华文明长期连续发展的地理环境特征，科学地辨识华夏故土与文明的相互关系，建立权威的中华版图演变和民族地域融合可视化模型，为21世纪中国以至全球的人类与环境的可持续发展提供借鉴。其主要领域包括：作为故土的疆域与政区及其自然环境要素的时空变化，作为文明的人类活动及其社会、文化的时空演化，土地利用／土地覆被的时空变化及其三者之间的相互关系。其中土地利用／土地覆被是华夏故土与中华文明相互作用的界面，既是地理环境的一个重要内容，又是人类活动结果在地表上的一种表现形式，因而，它既有服从自然环境的时空变化规律，又反映了人类文明传承与发展的规律特征，是5000年华夏故土虚拟再现的重点。 文化的区域差异问题研究 文化研究是目前国际学术界最具活力、最富于创造性的学术思潮之一，有的学者甚至把它看作是后现代主义之后学术发展的主要潮流，但同时它又是一个最富于变化、最难以定位的知识领域。迄今为止，还没有人能够为它划出一个清晰的学科界限，更没有人能够为它提供一种确切的、被普遍接受的定义[108]。 中国文化作为一个富有东方特色和独特个性的文化综合体，在中华大地上绵延不绝，这与我国独具特色的地理环境和社会发展历史密切相关。然而，从区域角度看，我国复杂多样的地理环境格局，既给中华文化的发展提供了充分的回旋余地，也给缤纷多彩的区域文化提供了发展空间，形成了许多既有共性又有鲜明个性的文化区，如关东、三秦、三晋、燕赵、齐鲁、荆湘、巴蜀、吴越、八闽、岭南等，这些文化区可根据不同层次的文化因子进一步细分出若干亚区和若干小区。这种地域性文化特征的形成与发展，对现今区域社会经济的发展与文化建设有着极为重要的作用[107]，因此受到学术界的普遍关注。 文化的区域差异问题是历史文化地理研究的核心问题。因而，文化区的划分被视为是历史文化地理学的最终归宿[109]。从目前国际文化地理研究的发展趋势看，文化地理学不仅应该研究文化的空间分布，而且应当研究文化在一定空间地域内的运动过程、规律及机理。尤其是在一个相对辽阔的空间范围内，一种文化业已形成的中心会时常随着时间的推移和地理环境的变迁而运动或转移。因此，历史文化的传播与扩散、文化中心的转移、文化区域的形成过程等，均是文化地理研究的重要内容。

[编辑本段]什么是全球变暖全球变暖指的是在一段时间中，地球的大气和海洋温度上升的现象，主要是指人为因素造成的温度上升。原因很可能是由于温室气体排放过多造成。全球气候变暖是一种“自然现象”。由于人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳等多种温室气体，由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。[编辑本段]全球气候变暖的背景全球变暖是指全球气温升高。近100多年来，全球平均气温经历了冷－暖－冷－暖两次波动，总的看为上升趋势。进入八十年代后，全球气温明显上升。1981～1990年全球平均气温比100年前上升了℃。导致全球变暖的主要原因是人类在近一个世纪以来大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等多种温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是常说的“温室效应”，导致全球气候变暖。全球变暖的后果，会使全球降水量重新分配，冰川和冻土消融，海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，更威胁人类的食物供应和居住环境。出现全球变暖趋势的具体原因是，人们焚烧化石矿物以生成能量或砍伐森林并将其焚烧时产生的二氧化碳进入了地球的大气层。政府间气候变化问题小组根据气候模型预测，到2100年为止，全球气温估计将上升大约摄氏度(华氏度)。根据这一预测，全球气温将出现过去10,000年中从未有过的巨大变化，从而给全球环境带来潜在的重大影响。为了阻止全球变暖趋势，1992年联合国专门制订了《联合国气候变化框架公约》，该公约于同年在巴西城市里约热内卢签署生效。依据该公约，发达国家同意在2000年之前将他们释放到大气层的二氧化碳及其它“温室气体”的排放量降至1990年时的水平。另外，这些每年的二氧化碳合计排放量占到全球二氧化碳总排放量60%的国家还同意将相关技术和信息转让给发展中国家。发达国家转让给发展中国家的这些技术和信息有助于后者积极应对气候变化带来的各种挑战。截止2004年5月，已有189个国家正式批准了上述公约。[编辑本段]全球变暖的历史与预测全球变暖是真实的，而且正在进行！主流科学界一致对全球变暖是越来越清楚了，每天在改变我们的气候都是真实的，他们也正在进行中。在20世纪末年初以来，表面平均温度的地球增加了约（摄氏度）。在过去的40年中，气温上升约（摄氏度）。在过去400-600年，全球变暖，在20世纪是更超过历史上任何一个时间，7分之10的年，在20世纪发生在20世纪90年代，由于其中一个最强劲的下午1998是最热的一年，因为可靠的温度测量开始的。此外，变化，在自然环境支持的事实，即地球正在变暖;山区giaciers也在逐渐消退;在过去四十年里，北极冰厚度已经下跌了大约40％;全球海平面上升了约快三倍超过了过去的100年相比在以前的3000年里有越来越多的研究显示，植物和动物改变其范围和行为回应气候。根据仪器记录，相对于1860年至1900年期间，全球陆地与海洋温度上升了摄氏度。自1979年，陆地温度上升速度比海洋温度快一倍（陆地温度上升了摄氏度，而海洋温度上升了摄氏度）。根据卫星温度探测，对流层的温度每十年上升摄氏度至度。在1850年前的一两千年，虽然曾经出现中世纪温暖时期与小冰河时期，但是大众相信全球温度是相对稳定的。根据美国国家航空航天局戈达德太空研究所的研究报告估计，自1800年代有测量仪器广泛地应用开始，2005年是最温暖的年份，比1998年的记录高了摄氏百分之几度。世界气象组织和英国气候研究单位也有类似的估计，曾经预计2005年是仅次于1998年第二温暖的年份。在人类近代历史才有一些温度记录。这些记录都来自不同的地方，精确度和可靠性都不尽相同。在1860年才有类似全球温度仪器记录，相信当年的记录很少受到城市热岛效应的影响。从最近的千禧年内的多方记录所展示的长远展望，在过去1000年的温度记录中可以看到有关的讨论及其中的差异。最近50年的气候转变的过程是十分清晰，全赖详细的温度记录。到了1979年，人类更开始利用卫星温度测量来量度对流层的温度。在2000年后，各地的高温记录经常被打破。譬如：2003年8月11日，瑞士格罗诺镇录得摄氏度，破139年来的记录。同年，8月10日，英国伦敦的温度达到摄氏，破了1990年的记录。同期，巴黎南部晚上测得最低温度为摄氏度，破了1873年以来的记录。8月7日夜间，德国也打破了百年最高气温记录。在2003年夏天，台北、上海、杭州、武汉、福州都破了当地高温记录，而中国浙江省更快速地屡破高温记录，67个气象站中40个都刷新记录。2004年7月，广州的罕见高温打破了五十三年来的记录。2005年7月，美国有两百个城市都创下历史性高温记录。2006年8月16日，重庆最高气温高达43度。台湾宜兰在2006年7月8日温度高达度，破了1997年的记录。2006年11月11日是香港整个十一月最热的一日，最高气温高达度，比1961年至1990年的平均最高温度还要高。

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全球变暖的后果: 1. 气候变得更暖和,冰川消融，海平面将升高，引起海岸滩涂湿地、红树林和珊瑚礁等生态群丧失，海岸侵蚀，海水入侵沿海地下淡水层，沿海土地盐渍化等，从而造成海岸、河口、海湾自然生态环境失衡，给海岸带生态环境系统带来灾难。 2.水域面积增大。水分蒸发也更多了,雨季延长,水灾正变得越来越频繁。遭受洪水泛滥的机会增大、遭受风暴影响的程度和严重性加大，水库大坝寿命缩短。 3.水温升高可能会给南极半岛和北冰洋的冰雪融化。北极熊和海象将灭绝。 4.许多小岛将无影无踪；将感染疟疾等传染病…… 5.因为还有热力惯性的作用，现有的温室气体还将继续影响我们的生活。” 6.温度升高，会影响人的生育，精子的活性随温度升高而降低……. 为控制温度升高，人们设想了一些方法： 1. 撑起“太阳伞” 研究表明，在空间支起一把“太阳伞”，把太阳光遮挡掉即可。伞需要依靠太阳光压和星球引力维持在空间规定的位置上，这个空间位置也不是任意选择的。据研究，这个位置位于从地球至太阳距离的1%处的某点上。在这个点上，任何物体相对于太阳、地球和月球的距离始终是保持不变的。 2. 竖起“反射镜” 在空间安置一面反射镜，把部分太阳光集中反射到某个局部区域，就能改变这个局部区域的气候状况。例如，由于高空云层能阻挡地球向空间散发热量，会使地球表面越来越热。人们利用空间反射镜，就把太阳光集中反射到高空云层上，让云层逐渐受热而散开，加快地表热量的散失，降低地球温度。 制造和安装空间反射镜，在技术上已不再是天方夜谭。1993年2月4日，俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上，成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验，首次将太阳光反射到地球背阳的一面。这为空间反射镜的利用提供了很大启发。 3.制造“尘埃云” 4.编织“激光网” 科学家提出建议，在人造卫星上配置激光发射装置和巨大的反射镜，形成“激光网”。据此设想，美国科学家提出了一个具体的实施办法：发射4颗人造地球卫星，4颗卫星发射的激光互相碰撞。这样，当太空中对海面温度有影响的红外线通过时，就会被与其能量相当的激光网阻挡，红外线就被反射并照射到海面上。海面温度便人为升高，产生气流，形成云雨，以此调节地球上的温度。 1.更多森林大火 全球变暖除了让冰川融化，飓风肆虐外，还加剧了森林大火。过去几十年中，在美国的西部各州，有更多森林大火发生，影响的区域更广。科学家发现，气温升高、冰雪提早融化都跟野火肆虐有关系。由于冰雪提早融化，森林地带变得更乾燥，而且乾燥时间变长，增加了起火的可能性。 2.古迹彻底毁掉 全球变暖很可能会令文明古迹彻底毁掉。海平面上升以及更恶劣的天气都有可能破坏这些无可替代的历史古迹。目前，全球变暖导致的洪涝灾害已经破坏了有600年历史的素可泰古城，这里曾经是泰国古代王朝的首都。 3.「回弹」的群山 普通登山者可能留意不到，由于山顶的冰雪融化，阿尔卑斯山和其他山脉的高度在过去一个世纪中都经历了缓慢的回弹过程。几千年来，这些冰山长期压著地表，导致地表受到压制。随著冰川融化，压在地面上的重量得以减轻，地表慢慢回弹。由于近年来全球变暖加速了冰川的融化，这些山脉回弹的速度加快。 4.运行更快的卫星 二氧化碳的增加改变著大气电离层的密度，这对在该层运行的卫星会产生一定的影响。由于大气中的二氧化碳量不断上升，低空的二氧化碳分子相撞时释放热量，导致空气变暖，而在高空二氧化碳分子稀薄，相互撞击的机会不够频繁，所以热量就向四周辐射，让周围的空气变得凉爽（电离层气体的温度比低空要高）。随著更多二氧化碳到达高空，更多冷却过程发生，空气流动性变差，所以大气变得更加稀薄，对卫星的拉力更小，导致卫星运行速度加快。 5.改变动物基因图谱 由于植物今年提早开花，那些按照以前的时间迁徙的动物或许会错过所有的食物。而那些能够调整自己的内部生物钟早早适应变化的动物更有机会生育有更强生存能力的子女，从而传递它们的基因信息，因此最终改变整个种类的基因图谱。 6.冻土解冻令地表不平 全球变暖使得永久冻土层解冻，导致地表收缩，变得凹凸不平，从而产生一些地坑，对铁路、高速公路和房屋等建筑造成损害。而对于高山来说，冻土层的融化甚至可能导致泥石流。 7.湖泊消失 过去几十年中，北极周边地区有125个湖泊消失。科学家经过研究发现，这些湖泊之所以消失可能是由于湖底永久冻结带解冻。由于这些永久冻结带解冻，湖水已经渗透到了土壤里。 8.极地植物现生机 北极冰层的融化为北极的生物带来了光明前景。研究发现，现在的北极土壤中叶绿素的浓度比古代土壤要高，显示了近几十年来北极地区的生物繁荣。 9.动物向更高地势迁徙 从19世纪初开始，花栗鼠、老鼠等动物就开始向高处迁徙。研究发现，这些动物之所以向更高的地方迁徙，可能是因为全球变暖导致它们的栖息地环境发生变化。栖息地环境的改变还威胁著北极熊等极地动物，因为它们栖息的冰层在慢慢融化。 10.过敏症加剧 研究显示，空气中更高浓度的二氧化碳量以及更高的气温也是导致过敏的因素之一。全球变暖令植物比以前早开花，而二氧化碳浓度增加，会让植物制造出更多的花粉，令空气中的花粉浓度增加。过敏源早来，过敏季节又迟迟不走。过敏症就只能越来越严重了。 全球变暖所导致的后果可能人人都可以背出来：气温升高、冰盖融化、海平面上升。不过，地球气候变化导致的另外一些后果如加剧过敏症、令森林大火肆虐以及让北极湖泊消失等可能人们很少了解到。 1.对气候的影响 随着温度的上升，预计有些地区的水灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升。 ——IPCC1995年报告 如果这种情况继续下去并进一步发展，有些国家的整个国土最终将变得不适于人类居住。 ——兰姆 将更多的二氧化碳和温室气体排放到大气中所造成的危害，谁也无法确切地说明将来会有多严重？科学家正在估算气候变化所带来的危害。按目前的技术水平计算，2004年才能阐明大气中二氧化碳形成和消解的机理，这样就能发现温室效应是如何产生的。2006年才能准确的预知因地球升温而造成的海平面上升。然而真正理解这一切要到2050年。显然，科学家和政治家都不会等到进一步的结果出来才采取防治措施，现在的观察和研究成果应该都让公众了解，才不至于使人们不得不在50年后自咽苦果。 温室效应自地球形成以来，它就一直在起作用。如果没有温室效应，地球表面就会寒冷无比，温度就会降到零下20摄氏度，海洋就会结冰，生命就不会形成。因此，我们面临的不是有没有温室效应的问题，而是人类通过燃烧化石燃料把大量温室气体排入大气层，致使温室效应与地球气候发生急剧变化的问题。 温室效应会产生什么样的影响呢？黄荣辉院士说：“由于矿物燃料的燃烧和大量森林的砍伐，致使地球大气中的二氧化碳浓度增加，由于二氧化碳等气体的温室效应，在过去100年里，全球地面平均温度大约已升高了——摄氏度，到2030年估计将再升高1——3摄氏度”。 当全世界的平均温度升高1摄氏度，巨大的变化就会产生：海平面会上升，山区冰川会后退，积雪区会缩小。由于全球气温升高，就会导致不均衡的降水，一些地区降水增加，而另一些地区降水减少。如西非的萨赫勒地区从1965年以后干旱化严重；我国华北地区从1965 年起，降水连年减少，与50年代相比，现在华北地区的降水已减少了1/3，水资源减少了1/2；我国每年因干旱受灾的面积约4亿亩，正常年份全国灌区每年缺水300亿立方米，城市缺水60亿立方米。 由于气温升高，在过去100年中全球海平面每年以1——2毫米的速度在上升，预计到2050年海平面将继续上升30——50厘米，这将淹没沿海大量低洼土地；此外，由于气候变化导致旱涝、低温等气候灾害加剧，造成了全世界每年约数百亿以上美元的经济损失。 因此，全球气候变化预测不仅成为国际上重要的科学研究课题，而且已成为我国政府在制定政策与进行经济建设决策的依据。特别是1992年6月联合国的环境与发展大会上，许多国家已签署了“气候变化框架公约”，并于1995年3月已开缔约国第一次大会，这标场着全球气候变化问题已成为我国政府为促进本国社会和经济持续发展所发须考虑的一个重要的科学和有关环境政策问题。 早在1987年的气候分析就说明，发生在埃塞俄比亚、苏丹和索马里等非洲国家的日益严重的饥荒和降雨模式的巨变是一致的。据4月27日法新社记者报道，位于埃塞俄比亚南部的欧加登地区是一个生活着约300万游牧民的半荒凉地区，3年来一直没有下雨，牛、羊，甚至骆驼都已渴死。1984年——1985年的干旱夺走近100万人的生命。现在，800万人等待着食品紧急援助。在将一个半世纪以来的气候测量资料与近几十年降水模式的巨大变动对比后，结论是，“20世纪50年代以前，降水量一直没有什么变化，到了50年代，经过相对雨水较多的一段时期之后，北非和中东降雨量极大地减少。”近40年来，干旱持续，并且出现得更加频繁，同一时期“欧洲的降水量显著增加”。这40年的气温变化趋势是造成反复、持久饥荒的因素之一。研究人员担心，这一趋势只是全球变暖的早期结果。 西班牙气象局的数据显示，2000年初是自1947年以来西班牙最干旱的冬天。大量种植区已不可能恢复在今后几个月中形势将更加恶化。水库的蓄水量仅达到50%，水消费量的80%已用于农业。事实上，目前每7名欧洲人中就有1人不能饮用自来水。联合国教科文组织说：“水的缺乏将成为今后25年的主要问题之一，因此，必须立即改变目前导致生态系统恶化的习惯。” 气候专家兰姆针对上述萨赫勒地区最近40年的气候变化趋势及随之而来的饥荒和逃亡状况说，“如果这种情况继续下去并进一步发展，有些国家的整个国土最终将变得不适于人类居住”。尽管气候学家们还是不愿意把全球变暖和这些灾难明确地联系起来，但这并不影响以下的必然结论：不管气候变化的原因是什么，在现代化的、富裕的全球文明之中，仍有一些脆弱的社会正多多少少由于气候型态的变化而承受巨大的苦难。目前，对于受难的人们，世界上其他地区除了修修补补之外，提不出真正的解决办法。而且，虽然几乎全世界的科学界都在大声疾呼，人类文明的现行模式正在使星球气候条件发生巨变，其后果很可能数倍于近10000年来人类所经历过的后果，我们对于正在形成的灾难的主要成因却仍然毫无作为。 事实上这一结果现在已经明显感觉到了，正如IPCC1995年报告中说：“随着温度的上升，预计有些地区的水灾、旱灾、火灾及热浪冲击的发生率也会上升”。 2.冰川融化 即使冰川融水在60至100年的时间里干涸，这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。 ——塞义德·哈斯内恩 如果全球变暖趋势得不到控制，孟加拉国将近20%的地区在15年内可能被水淹没。 ——赛义达·乔杜里 1998年是美国东部历史上有记录以来最温暖的年份，这一年南极2850平方千米的冰盖从威尔金斯和拉尔森冰架上分裂出去。南极巨大冰盖的其他部分也在全线后撤之中。 印度尼西亚的卡斯坦兹山是热亚洲唯一山顶常年积雪的山峰。但在最近几个世纪以来，卡斯坦兹山的冰川已明显地缩小，结果使雪线上升了大约100米。 除两极地区的冰冠以外，喜玛拉雅冰川是世界冰体最大的组成部分，共约有万条冰川。这些冰川的融水是世界上最古老的河流——印度河与恒河的水源。如果这两条大河的水源枯竭或者逐渐减少为涓涓细流，农业社会的基本组成元素就会遭到彻底的破坏。 近年来，人们对从巴塔哥尼亚到瑞士的阿尔卑斯山地区的冰川因为“温室”气体的排放和普遍认为的温室效应而融化的情况进行了观察。在南亚地区，问题并不是冰川是否在融化，而是融化的速度有多快？虽然全球变暖的许多不良影响可能要到21世纪末才会变得非常严重，但是尼泊尔、印度、巴基斯坦、中国和不丹等地的冰川融水可能很快就会给人们造成麻烦。 国际冰雪委员会（ICSI）的一份研究报告指出：“喜玛拉雅地区冰川后退的速度比世界其它任何都要快。如果目前的融化速度继续下去，这些冰川在2035年之前消失的可能性非常之大”。国际冰雪委员会负责人塞义德·哈斯内恩说：“即使冰川融水在60至100年的时间里干涸，这一生态灾难的影响范围之广也将是令人震惊的。” 位于恒河流域的喜玛拉雅山东部地区冰川融化的情况最为严重，那些分布在“世界屋脊”上的从不丹到克什米尔地区的冰川退缩的速度最快。以长达3英里的巴尔纳克冰川为例，这座冰川是4000万——5000万年前印度次大陆与亚洲大陆发生碰撞而形成的许多冰川之一，自1990年以来，它已经后退了半英里。在经过了1997年严寒的亚北极区冬季之后，科学家们曾经预计这条冰川会有所扩展，但是它在1998年夏天反而进一步后退了。 孟加拉国环境与森林部长赛义达·乔杜里指出：“如果全球变暖趋势得不到控制，孟加拉国将近20%的地区在15年内可能被水淹没。” 华盛顿州西北太平洋国家实验室的研究员、气候专家鲁比·伦发现，俄勒冈州和华盛顿州山区从11月下旬到来年3月下旬的降雪将变为降雨，从而使如今900多米的平均雪线上升到1250米。这将不仅仅使卡斯卡德山脉中部的滑雪胜地变为泥浆，重要的是将给干燥的山脉东侧的农民带来巨大的灾难，因为这些农民依靠山上春季的融冰雪水流下来灌溉他们的苹果树和小麦。 3.疾病肆虐 气候变暖，一些热带疾病将向较冷的地区传播。海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。 ——保罗．受泼斯坦 哈佛大学新病和复发病研究所的保罗．受泼斯坦注意到，植物也随雪线而移动，全世界山峰上的植物都在上移。随着山峦顶峰的变暖，海拔较高处的环境也越来越有利于蚊子和它们所携带的疟原虫子这样的微生物生存。 1985年之后在卢旺达．赞比亚．埃塞俄比亚．斯威土兰和马达加斯加的高海拨地区都出现过传染性疟疾。1988年马达加斯加高地的一次爆发杀死了10万多人。国际绿色和平组织的气象影响专家欧文．杰元逊认为，升温和降雨的增加，再加上不断增加的抗药性，这几种因素的协同一致，促成了这些疾病的流行。 在疟疾、黄热病和登革热这样的疾病向上、向外的扩散中，气候是个关键的因素，因为它既影响带病昆虫的安居之地，也影响疾病的传染性本身。传播疟疾的按蚊通常在冬天需要平均温度摄氏度以上才能存活，疟原虫的活跃与感染，需要17．75摄氏度，如果平均温度增加2．5至3．7517．75摄氏度，就会使登革热的传播速度加倍。同时迁移的还有携带黄热病和登革热的伊蚊，它们此前局限于赤道两侧纬度大约35度的区域，全球升温将使它的活动范围扩展到纽约、芝加哥、北京、伊斯坦布尔和马德里。 这并非耸人听闻，1999年7月，西尼罗病毒首次登陆西半球，袭击了纽约市，令市民和医疗卫生组织大为震惊，当局动用直升机和地面人员在市内大面积喷洒杀虫剂来消灾灭病。长期跟踪研究这种疾病的流行病学家和卫生专家把这种疾病的爆发流行照咎于全球气候大规模长期变化对当地气候的影响。专家们对一个日益谈暖的地球对人类健康的影响越来越担以，并提醒人们应该人新的疾病的爆发和它因气候变化的关系中吸取教训。据2000年元月报道，一个目前在西海岸加利福尼亚州和亚利桑那州出现流感以后，包括纽约、宾夕法尼亚、新泽西、弗吉尼亚、马里兰和首都华盛顿在内的19个州都有这种疾病流和。引发上次流感的是一种称作“悉尼A型流感”的病毒，流感导致的死亡率在美国呈上升之势，据一周内122个美国城市的数据，因患流感或肺炎而死亡的人数占死亡总数的7．8％。这不啻是2000年给全球二氧化碳排放大国的一个警告。 西尼罗病毒、疟疾、黄热病等热带传染病自1987年以来在美国的佛罗里达、密西西比、德克萨斯、亚利桑那、加利福尼亚和科罗拉多等地相继爆发，一再证实了专家们关于气候变暖，一些热带疾病将向较冷的地区传播的科学推断。 4.新冰河期 现在的物种灭绝率已经 “达到地质史上一次巨大灭绝性一半的水平”。 ——戴维·蒂尔曼 关于全球变暖的另一项研究结果更令人吃惊，由北极冰原融化，降雨量增加，以及风的类型的不断改变，大量淡水正汇入北西洋，从而对墨西哥湾暖流造成破坏。正是这些暖流把温暖的表层水从加勒比海带到欧州西北部，并使欧洲形成温暖的气候。而墨西哥暖流一旦因全球变暖被切断后，欧洲西北部温度可能会下降5－8摄氏度之多，欧洲可能面临一次新的冰河时代！ 这项研究是位于阿伯丁的苏格兰海洋实验所分析了设在兰群岛海域到法罗群岛海域之间自1893年以来的1．7万多次海水盐度测量结果得出的。在过去的每20年中，流向南部的深层海水盐度变得越来越小，浓度越来越低，这表明有更多的淡水从大西洋北部汇入了该地区。这些新数据第一次充分证明了德国科学家在大约3年前设计的计算机模型。 对这一问题严重性的认识，用哈佛大学生物学家受德华·O·威尔逊的话来说，现在的物种灭绝率已经 “达到地质史上一次巨大灭绝性一半的水平”。 大气中的二氧化碳的含量急剧升高，而世界人口将在2050年之前达到100亿。“我们的世界正在朝着由人造设施来代替现有免费自然资源的方向发展”，明尼苏达大学的戴维·蒂尔曼说。但是，我们还没有掌握自然生态系统的有关知识。在亿年前的二叠纪大灭绝中，96%的物种灭亡了。后来随着许多新物种的出现，地球上终于恢复了丰富的种群，但是这个过程足足经历了一亿年。威尔逊说：“一些人认为，自然界会复兴人类所毁灭的一切” 。谚语云：“只要有足够的时间，万物皆可应运而生。”或许自然界真的能够恢复一切，但这个漫长的过程对于现代人类无论如何是没有意义的。 马克·吐温曾经说过，天气最动人的特质就在于它的变化多端。1个多世纪过去了，我们仍然在为准确预报天气情况而努力，在控制气候方面却收效甚微；然而，对环境的破坏却是史无前例的。 美国全球变化研究计划主任迈克尔·麦克拉说，或许有一天人类将不得不认真考虑做一种完全不同的气候实验。全球变暖是由于燃烧化学物燃料，过量排放温室气体造成的，解决此问题的方法之一就是在太空中设置巨大镜子来使阳光辐射解度发生偏转。然而，正如新泽西州拉特洛斯大学环境预测中以主任罗尼．阿维萨说，“要控制气候的想法只存在于科幻小说中”。在对气候的控制走出科幻小说前，我们必须做力所能及的事。