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| 来自日本(右)和非洲(左)的记者与南京大学的陈星博士(中) |
南京大学气候与全球变化研究院副院长：陈星教授演讲发言
大家上午好！非常高兴能够来这里发言，我的发言主要侧重在四个方面，地球气候变化的历史， 气候变化中自然和人为的原因，全球变暖和气候灾害的现象和关系及我们未来的气候到底会如何。
1. 地球气候变化的历史
地球气候有很长的历史，有许多客观的原因，我从科学的角度介绍一下，首先我们地球气候形成的过程，地球气候主要受太阳的影响，地球气候根本原因是由太阳辐射量控制的，太阳辐射在多年前是很小的，经过1000个百万年，2000个百万年，上百亿万年，直到现在才达到太阳的辐射量。第二个地球气候的影响因素是二氧化碳，地球二氧化碳的含量从历史上看经过了很大的变化，在800到2000年前，有很长一段时间地球二氧化碳含量一直是比较稳定的水平，直到近100多年才迅速的上升。
最近大家都关心几十年来二氧化碳缓慢或者迅速的增加，但如果时间放长一点，再往前看从一万年前，地球大气变化一直是非常平稳的，如果时间更早，到上亿年前的时候，地球大气二氧化碳比现在高几十倍，所以直到最近几千年几万年，地球二氧化碳才达到目前的水平，而这个水平正适合现在地球气候的环境，适合地球人生存的水平。通过不同的资料我们都可以发现地球上二氧化碳曾经很高（3500），现在是350，差10倍以上，因为太阳辐射和二氧化碳的因素，造成了地球气候历史也经历过冷暖交替的变化。
另外很重要的是轨道因素的影响，就是地球绕太阳转，这个变化会影响气候的变化，这个主要反应在温度冷暖循环，2万年以前，地球温度处于相对比较暖的时期，1000年看地球经历了一段有冷有暖的过程，工业革命以后进入暖的时期，这是地球气候变化的历史过程，这个变化过程和地球的板块海洋分布有密切的关系，这个叫做DRAKE通道，这个通道影响影响整个南半球海洋洋流的通路，从而直接影响地球气候变化。
很大的变化产生于40百万年前，那时DRAKE通道打通了，此前这里不通，这个通道打开以后，使表层流和深层流得以进行南北半球的疏通，这个很有意义，如果这个环流被破坏，很可能影响地球气候变化。
我们看到，2万年前地球上还是冰期，2万年以后还是处于暖期，暖期当中有很多变化，包括北半球比大部分地区，被冰雪覆盖，到后来冰雪退缩，通过这个图看一个例子，这是在北极的变化，地球上的温度是经历很大的变化的，我们需要关心几个事件，大概12000年前，一个Youngerdryas事件，还有8200年前，发生了YearEvent，然后到了平稳变暖的时期，然后中世纪暖期，还有小冰期，这个现象对于我们地球有相当重要的影响，大家比较关心的是Yeungerdryas，使得北大西洋冰雪熔化，近1000年来，大家关心比较多是MWP，就是小冰期，现在气候变暖要和过去相比，大家比较熟悉的是Medieval Warm，他跟现在暖的程度差不多，现在暖，人们认为是人类排放的温室气体造成的，在那个时候人类活动没有那么多，为什么还会出现那种状况呢，这是现在也值得争议的问题，现在这种现象到底什么原因呢，大家有一些估计，比如说可能跟太阳活动有关，太阳活动确实有关系，太阳有时候活跃有时候不活跃，可能还跟火山爆发有关，小冰期火山爆发比较多，最近我们火山爆发也比较多，另外就是一种可能，人类造成了温室气体。
所以从小冰期以后，工业革命以后全球温度在上升，这是我们现在面临的气候问题。
2.气候变化中自然和人为的原因
既然气候这样变化了，到底原因是什么，我们如果在仔细看一下，大致可以把人类活动和自然的两个部分看作是影响我们现在气候变化的重要原因，当然我们要关心，首先直接影响地球气候的太阳，再来关心火山爆发以及人类活动，现在人类活动叫做人类圈，所以用这样的图看影响地球气候，原来从自然圈、生物圈、岩石圈、大气圈、冰雪圈、海洋圈，现在又加了一个人类圈。现在我们看气候变化，要考虑更多的因素，比较远的我们要考虑地球板块构造活动，离现在比较近的主要因素包括了大家关心的海洋，海洋的变化，太阳辐射输出的变化，内排放的气温变化，以及火山温室气体以及人类对于地球表面状况的改变，比如使用土地的情况等等。
我们现在可以看到，近100多年来人们所使用的石油天然气燃料造成的对于碳的消耗的增加，对应着我们现在看到的全球温度的增加，这个增加是给人们一个印象，就是人类的活动开始对地球气候有了很重要的影响，怎么做这个事情呢，我们可以通过一些模式做，比如模式里面，可以用看到的太阳辐射的曲线，也可以用太阳火山爆发影响的效应，也可以二氧化碳含量的变化放到模式里面做模拟，这样模拟以后，我们会发现，当你采用不同的模式的时候，考虑不同因素的时候，看看气候温度是怎么变化的，比如红线是所有因素都考虑的变化，绿色是仅仅考虑二氧化碳的变化，黑色是什么都不考虑的变化。
通过模型，我们发现二氧化碳的影响似乎在现在影响很明显，而图上有一段时间二氧化碳影响作用不明显，小冰期的时候二氧化碳含量变低，温度也会有所变化，所以结论是二氧化碳含量的变化确实会影响到我们的气候，二氧化碳少的时候气候变冷，多的时候气候变暖，二氧化碳和太阳辐射的共同作用的时候温度开始上升，到了近期，二氧化碳升高了，但太阳辐射降低了，所以总结出地球现代近期时间的变暖，可能二氧化碳确实起到很重要的作用，这是通过模型获得的发现。
另外很重要的作用就是人类对于地球表面状况的改变，研究发现从1700到1990的300年中，在主要的人类活动比较密集的区域，地表越来越多的被人类使用，这个变化在气候当中可能会起很重要的作用，300年中主要的变化就是森林变成草地，或者草地变成荒漠，或者森林草地都变成耕地等等，这种变化在刚才的图上已经看到，有些自然植被变成耕地，在欧洲亚洲北美，很多地方只要人类活动需要粮食的地方，需要生存的地方都从自然植被变成黄色的耕地了，这个自然变化会影响着气候，一方面改变地表，另外使地表大量的二氧化碳排放到大气当中，二氧化碳一种来自于化石燃烧，另外来自地表岩层，从而增加了二氧化碳的排放。 对于中国东部将近300年来耕地的使用情况做的调查，红色的增长说明土地利用的程度增加了，这个增加改变了中国东部的地表状况，也影响了气候。
中国情况比较特殊，是农业过程，相当长的一段时间内依赖土地，特别是到了上个世纪50年代以后，曾经出现土地耕地利用率相当高的时期，平均来看土地利用很多。这个效果到底怎么样，会不会影响气候呢，可以通过气候模式做简单的模拟比较，在不同的时间做比较发现，凡是耕地变化比较大的地区，都会使得有些区域，比如说从1724-1795年，自然植被被改变，绿色地区减少了，在局部地区造成降水的减少，这可能跟大家现在关心的有些地区旱情严重有关系，植破坏之后使得大部分区域，温度会有所下降，所以人类对于土地状况的改变也会影响到气候。
3. 全球变暖和气候灾害的现象和关系
既然这样一系列的人类活动自然因素造成了全球的变暖，全球变暖给我们带来什么，可能带来气候的极端，包括气候灾害，可能产生的其他灾害，包括黑炭和气候变化，还有全球变暖和热带气旋，这两天正好有三个台风都活动在我们国家沿海地区，对于上海的天气有没有影响，这些到底跟全球变暖有没有关系，都值得思考。大家知道2008年整个亚洲包括我们国家地区都出现了大范围的冷冻冰雪，人们更加关心全球变暖对于影响亚洲的整个季风是不是有很大的影响。
全球1950年以后，整个灾害发生的极端事件数量是增加了很多，从中国来看，50年来温度在异常升高了，东部降水有很多地区减少，但是西部一些地区降水增加，这个造成了新的气候格局。又比如极端事件，主要是热高温，我们发现在中国，之前只有十几二十几年出现过高温，但是频率在后面几乎每一年都会出现高温现象，今年也比较特殊，今年在我们国家东部高温的时候也是相当多的，这个引发我们思考黑炭和气候变化的关系，黑炭和气候变化是和二氧化碳温室气体相反的方向，黑炭到底有什么影响，它是否影响到整个地球表面太阳辐射减少，从而影响地面降温，也使得整个季风减弱。
通过人们的观测模拟可以发现，黑炭增加会使得大气当中变冷，地面温度很快降低，同样会使得地面接收的太阳辐射很快的减少，这个减少正好跟温室效应相反，使得地面表面蒸发减少，蒸发减少使得进入大气的水汽减少就会影响大气降水。这些年在印度黑炭效应最明显，使得整个降温趋势出现的相当明显，如果不考虑黑炭，温度可能会升高，但是如果有了黑炭就会降低，这是通过人们观测模拟得出的结果。按照现在的模式看将来的温度会升高，但是如果考虑到黑炭气溶胶，未来的温度未必就会升高，将来全球气候是变暖还是变冷，跟现在的人类活动确实有关，因为人类活动产生的效应可能是不同的。黑炭气溶胶是另外很重要的影响气候的原因，因为它既影响到降水，也必然影响到干旱，未来如果黑炭气溶胶增加，很可能导致越来越厉害的干旱事件发生，这是人们所关心的问题。
全球变暖以后台风的发生，是很多地区都面临的问题，这个现象跟全球的海平面的温度升高有关，全球几个主要的大洋区温度都升高了，人们认为洋区温度升高可能导致强热带风暴和飓风的增加，台风一般强度分为5类，1类最弱5类最强，这些年来，弱的台风，1类，2-3类变化不大，但是强的台风，4-5类是增加的，全球台风发生的平均值是增加的，加在一起都在增加，这说明强热带风暴和强台风飓风在增加，不同的时间段的数据统计也发现在不同的大洋所产生的热带风暴热带气旋的数量都在增加，这已经是一个很明显的现象。
2008年，在我们国家东部出现了很严重的自然灾害，视野放开一点可以看到，整个亚洲很大的区域，包括一部分欧洲的地方也都出现了很严重的自然灾害。这两年严重的比较明显，2008-2010年大家多感觉到冬季的严寒，所以国际上有人提出我们是不是要进入相对寒冷的时段，现在连续三年的寒冬现象及我们国家统计发现，2008年是确实最极端的绛雪和冰冻，最大的降雪出现在2008年，到底什么原因呢，人们做了很多猜测，其中很重要的是厄尔尼诺现象。2008年中国出现东部严寒的时间，我们发现赤道东太平洋海表温度比正常低很多，这是拉尼娜现象，变冷是厄尔尼诺现象，这是不是和整个北半球其他地区的寒冷和酷暑有关系。
另外一个问题，全球变暖是不是影响到亚洲季风，让季风减弱，通过计算发现确实上个世纪60年代以前亚洲季风很强，60年代到80年代初之前，进入转换期，比较平稳，到80年代后期，发现整个亚洲季风减弱，这个现象是不是也跟全球变暖有关，这是人们现在所关注的问题。
4. 我们未来的气候
我们到底未来气候会怎么样？实际上这个决定因素很多，包括自然因素、人为的因素，比如说全球变暖会不会导致突然的气候变化，这是人们一直担心的问题，人类现在影响气候，到底占多大的比例，能影响到什么程度，有不同的模式，不同的科学家进行研究，有的认为人类活动影响可以达到60%以上，有的科学家认为人类的影响微不足道，到底怎么样，目前还是疑问，我们可以看一些事实，二氧化碳的含量肯定是增加的，除非我们现在提倡的低碳取得显著的效果，否则二氧化碳的含量肯定是增加的，因为人类对于能源的需求是不断增加的。另外在这样变暖的情况下，人们会发现北极的冰的状况会发生变化，现在维持北冰洋的冰，未来可能这些冰冻就萎缩了，很剩下很小的冰，这个现象出现以后意味着全球可能更暖，这个更暖会带来什么结果？这是人们所担心的，为什么？因为如果大量的冰雪融入到高纬度的海洋当中，特别是北大西洋可能使得北大西洋表层水淡化，从60年代到上个世纪末，或者这个世纪上个世纪末，北大西洋海水表层盐度在逐步的降低，这个降低可能会影响很大，高纬度地区的海水浓度变低而低纬度地区浓度变高，环流被减弱被迫害。因为淡水多了以后，
向北的热量输送被停止，这个时候在北半球高纬度地区就会迅速的在比较长的时间之内，
可能会出现比较寒冷的气候，这个意味着全球变暖导致全球变冷的情况出现，这就是我们现在关心的全球变暖和全球突然变冷之间到底会不会转换机制，什么时候发生，能不能发生，这家所关心的，所以我们研究的时候要从多种角度考虑。
到底人类影响气候变化有多大，现在没有办法预测，我们通过模式来做，但是有很多不确定性，首先模式本身有很多不满意的地方，另外自然因素模拟，没有人类增加因素试验的多，这两者比较可能会产生误解，自然观测全球气候，如果不考虑人为影响，做模式就做不出这个现象，如果把人为因素自然因素放在一起模拟，也会发现跟自然观测的结果一样，这样做下去是不是能够很好的预测未来的气候变化，现在还是一个谜，另外太阳辐射本身是变化的，他有波动，高值期和低值期，在未来哪个阶段产生什么样的效果，这是值得我们关注的，另外二氧化碳，除了看到的人类排放以外，自然也有一个周期，按照自然周期来看，他还会有下降，这个下降会不会还出现，出现了以后，加上人类排放的二氧化碳，这个值比这个来讲会有多大改变，这个改变对于未来气候有没有影响，这都是人们需要考虑的，这都导致人们对于未来气候变化的不确定性，所以未来全球气候变化显然不仅只是科学问题，他也是一个经济问题社会问题，从这个角度来讲我们认识的还远远不够，所以今天的会议可以通过共同的交流，我们可以更多的了解这个方面的知识，共同努力，最终保证我们人类有着美好的未来，谢谢大家。
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