气候变暖只是温度升高吗?

对于大部分中国人来说,气候变暖这个词似乎依旧是存在于网络、书本中一个让人麻木的词语。对于自己的影响那就是夏天空调费更高了,而这些天的冬季寒潮似乎都让我们忘记了还有全球气候变暖这回事。

但实际上气候变暖真的只是气温升高吗?

近些年其实全国、全球的各种自然灾害新闻不绝于耳,他们或多或少都与气候变暖有关。气候变暖已经在对人类的生存、环境造成愈来愈明显的影响。看了比较多的报道、分析,总结下来主要有下面三种,当然由这三种引发的各种次生影响、经济社会影响那更是数不胜数。

1.     海平面上升,人类居住地减少

随着气温的升高,高山积雪、冰川融化,海水增温膨胀,都会导致海平面上升。下面这个动图可以清楚的看到近40年来北极冰川消融的趋势,好多北极熊因为家园的丧失而物种数量变少。

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下图是1900-2012年间北冰洋夏季海冰面积与全球海平面高度的变化。

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近100年来,海平面已经上升了190mm,不要小看这190mm,对于一些岛屿国家,低洼的沿海国家可是非常严重的灾难威胁,而且关键是自己束手无策。所以那些太平洋岛国是对于气候政策拥护最强的国家。位于印度洋的马尔代夫是一个群岛国家,地势低平,平均海拔1.2m,海平面上升将导致马尔代夫成为亚洲第一个被淹没的国家。

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而荷兰作为欧洲大陆的低点,其国土有一半以上低于或者与海平面相平,四分之一的土地海拔不到1m,四分之一的土地低于海平面。为了应对海平面上升的危机,荷兰从20世纪初便开始不断地修建围海堤坝,填海造陆。

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根据统计,全球约有1/3的人口居住在离海岸线60km的海岸地区,海平面的上升可能会导致一些沿海低洼地区遭受淹没或者海水入侵,海滩、海岸遭受侵蚀,土壤恶化,甚至一些岛屿国家会面临从地图上消失的风险。

2.     地球生态系统造成严重影响

2020年,长江白鲟已经灭绝,扬子鳄也危在旦夕。气候变化会改变许多生物物种的地理分布、季节活动、迁徙模式、生物多样性等,降水和温度会使得部分生态系统分界线发生移动,某些生态系统拓展到其他区域,而其他区域的生态系统可能会因为环境不再适宜而不断缩小生存范围,有研究表示部分陆地区域的物种平均每10年向极地和高海拔地区推移17km和11m。

气候变化会引起海洋酸化、影响海洋生态,尤其是被视为气候变化指示标的珊瑚礁,目前正在大规模的发生白化现象。在一项研究中发现,1980年代早期,珊瑚礁白化事件非常少见,但到了2016年,白化的速度增加了5倍,每5-6年就有一次大规模珊瑚白化的侵害,远远超过了生态系统的恢复速度。一份由澳大利亚政府研究人员实施的研究发表在《自然-气候变化》期刊上,研究发现即使全球变暖平均只上升1.5摄氏度——“达到”巴黎协定目标——大堡礁将每两年遭受一次严重白化。1648783663611862.jpg         珊瑚是生活在庞大、分叉的石灰岩中的微小动物。每个珊瑚虫又带有少量的光合藻类,这些藻类为珊瑚提供食物,帮助其保持健康。当水温仅比往常上升几度时,面对环境压力的珊瑚虫会把藻类驱逐出去,先前的整支珊瑚群会变白——这就是珊瑚白化。如果水温不能及时回冷,那么珊瑚可能会死于饥饿或感染。

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相比于有山脉和河流相隔的陆地,海洋中的气温变化给海洋生物带来的影响范围更广,也更容易引发突变。

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上图中左边是海洋生态系统,右边是陆地生态系统,纵轴是生物物种,横轴的该区域的变化突然程度,可以看到,海洋生态环境中越是多元的生态系统越有可能由于气候变化带来突变,大部分物种受到影响。

2015年的巴黎协定,是人类为自己定下的目标,要求将本世纪全球平均气温上升幅度控制在 2 摄氏度以内,并将全球气温上升控制在前工业化时期水平之上 1.5 摄氏度以内。

如果人类没有达到巴黎协定设定的目标,到 2100 年,相比陆地生态圈中的 38% 的地区会受到严重影响,海洋生态圈中,会有 51% 的区域受到严重影响。

假设我们达到了平均气温只上升 2 ℃的目标,那么对于地球上的大部分区域来看,由于突然变化带来的冲击是相对较小的,只有靠近赤道的,占全球 2% 的区域,才会经受全球带来的强烈冲击。而当全球变暖导致的平均气温上升由 2 ℃变为4℃时,受到影响的物种会由 2% 变为 15%。

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可若是我们还是按照当前的碳排放增长趋势,造成失控式的全球变暖,那么受影响的区域及程度,都会显著地增加,如下图所示,在几乎所有热带地区,包括亚马逊雨林,东非草原,南亚及东南亚,都会受到极大的冲击。

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下图为IPCC发布的全球升温1.5℃报告中提到的全球升温对选定的自然系统、人工管理系统和人类系统的影响和风险。其中相对独特敏感的系统比如暖水珊瑚、北极区、海岸相关的洪水、渔业都会受到较大的影响。

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不同排放条件下全球平均海平面气温与海平面高度的变化。RCPs(Representative Concentration Pathways)。RCP2.6为最乐观的情景,RCP8.5为最悲观的情景。相比于“一切照常”的4℃排放情景,2℃排放情景将会显著降低气候变化所造成的高风险影响。所以2℃升温限值是经过深思熟虑才确定下来的,当然,如果能被严格执行,升温越少,风险也越小。

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来源:IPCC_AR5_Table SPM.2

3.     极端天气与事件频率增大,不稳定因素增加

自1950年后以来,人们已经观测到了许多极端天气和气候事件的发生,包括厄尔尼诺现象、暴雨、雷暴、高温等等气候事件。以及与之相关的干旱、野火、洪涝等自然灾害发生频率逐年上升,严重影响了人们的正常生活、公共财产与社会秩序。也许说海平面上升、生态系统破坏、物种灭绝对大家的影响并没有什么那么直接,但是越来越频繁的自然灾害大部分人确实能够感同身受的。比如今年国内北方夏季暴雨洪涝、美国西海岸高温、西北地区干旱使得气候灾害变成了今年新闻中的热词。

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希腊火情

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郑州洪涝

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北美寒潮

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英国高温

气候系统中的很多变化都与全球变暖有着或多或少的关系,全球变暖每增加一点,平均气温、降水和湿度变化是不均匀的,部分区域会变得非常显著,以赤道太平洋地区的厄尔尼诺现象为例,一般来说,在赤道东太平洋盛行偏东信风,在赤道南、北两侧的东南信风和东北信风的驱动下,赤道太平洋表层海水自东向西流动,将表层暖水输送到西太平洋堆积,热量也不断积蓄,西太平洋海温上升,而且太平洋水位形成西高东低的结构。当偏东信风减弱时,维持赤道太平洋海面西高东低的支柱被破坏,西太平洋堆积的高水位暖海水迅速向东扩展,使得西太平洋海温降低,赤道东太平洋海温上升,厄尔尼诺现象由此形成。

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研究指出全球变暖将让太平洋东部厄尔尼诺现象的变化更剧烈,这或将导致未来的极端天气事件变得更加频繁。一般来说,厄尔尼诺发生后天气气候会出现一定的异常,例如:暴雨洪涝、山洪地质灾害、台风、高温热浪、干旱、强对流天气以及城市内涝等等。应该说许多极端天气事件都不是孤立现象,在某种程度上可以视为大气环流异常的间接体现,随着全球变暖陆海路水循环的波动加剧,变相加剧了气候系统的不稳定,所有地区都会面临多重气候影响驱动因素变化,面临复杂的极端天气变化。

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以寒潮为例,下图左侧为稳定状态,右侧为扰乱失衡状态的示意图。

极地涡旋是指分布在极地上空30公里处的大面积低压,从高空俯瞰,呈现明显的逆时针旋转。通常情况下,外围的喷射气流如同一堵无形的墙,会限制冷空气的扩散,使之较为稳定地盘踞在北极。而全球变暖使得冬春季节的极地显著升温,特别是北极升温速度约为全球平均值的2倍,赤道北极之间的温度梯度减弱,极地涡旋对冷空气的束缚能力下降,逃逸的冷空气便趁机大举南下,侵袭北美和欧亚地区,造成了冬季的 寒潮。

而北半球中纬度是世界人口聚集的密集区,在北纬20度到65度的温带亚热带区域居住着约世界80%的人口,北极地区气候环境的不稳定会对北半球大陆造成较大自然气候威胁,不断的极端气候事件也给人类可持续发展造成隐患。

 中科院大气物理研究所研究团队在《自然-通讯》上发表的文章阐明,若将全球温升控制在1.5℃以内,较之2℃温升目标这类极端降水事件所影响的季风区面积和人口总量都将减少约20%到40%。陆地季风区生活着全球约三分之二的人口,是全球人口密度最大的地区之一,尤其是在南亚和东亚季风区。与此同时,季风区也是全球受洪涝灾害影响最严重的地区之一。这对预估和理解未来极端降水及其风险的变化,制定和实施社会可持续发展、减缓与适应气候变化策略,具有重要意义

关于IPCC

 IPCC由联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)于1988年共同创立,作为 政府间科学机构,旨在定期向决策者提供有关当前气候变化物理科学及其潜在环境和社会影响的科学评估,并提出适应与减缓气候变化的建议,为政策制定者提供决策参考。IPCC本身不开展独立研究,而是负责定期评估全世界经过同行评议后发表的最新气候变化科学技术和社会经济文献。IPCC作为政府间机构,其评估报告的范围界定、作者提名、报告评审、以及最终报告文本的接受、通过和批准,都有各国政府的参与。 由于兼具科学和政策,IPCC能够为决策者提供严格、均衡的科学信息,因此,通过批准IPCC报告,各国政府均认同其科学评估的权威性。

Reference:全球升温1.5℃——决策者摘要

https://www.ipcc.ch/site/assets/uploads/sites/2/2019/09/IPCC-Special-Report-1.5-SPM_zh.pdf

 

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