20世纪90年代连续出现影响全球气候的厄尔尼诺现象;1998年夏季中国长江发生五百年一遇的特大洪水;中国北方长期持续干旱;1997—1998年间发生的超强厄尔尼诺对东南亚各国经济的巨大影响……,这些气候现象的发生极大地影响了从普通老百姓的日子到政府决策、从一个国家一个地区的经济发展到世界范围的经济、政治和外交格局的建立,而全球气候变化和未来发展趋势,以及它对于全球社会、经济和环境发展可能产生的影响,也成为在20世纪结束时世界各国领导人、科学家和企业家及大众关注的一个热点问题。 亿万年以来,地球气候系统的演变主要是由两大类驱动力所控制:一类是地球外天体和宇宙环境的变化,其中尤以太阳活动所造成的影响为烈;另一类是地球系统内部各自然圈层的活动,如地壳变动、海洋运动、火山爆发等。自有人类的生产活动起,人类活动就成为影响地球环境变化的一个不断发展的因素。以前,由于生产水平低下,人类活动主要是为了人类自身适应不断变化着的自然,而对环境的影响则是非常小的,并且局限在一定的时间、空间内。工业革命以后,大机器工业迅猛发展所带来的生产力的高速增长以及人类对自然界无节制的索取,使人类活动对自然环境的破坏不但在强度上有了质的飞跃,而且影响遍及地球各个角落,并且开始成为影响地球环境变化的第三个驱动力。 特别需要注意的是,天体宇宙变化与地球自身变化,尽管它们的强度在某些时候会引发地球环境的突变,大部分时间内则是作为自然界由强到弱,相互制衡的系统来保持地球环境的相对稳定。与自然界系统不同的是,人类活动的强度、影响范围和作用时间不断加大。更可怕的是,我们至今还没有找到一个控制人类活动的有效反馈机制。 控制人类活动的反馈机制无外乎两个来源:一是产生于自然界对人类活动的回应,即所谓的自然控制和调节;二是在人类对自己行为有了正确认识后,在全球范围内对自身活动协调管理,即人类社会的自觉调节。 近些年,人类社会花费了巨大的人力物力,组织科学家联合攻关,试图寻找自然界相互制约的机制,但是,影响未来全球气候变化的因子实在太多太复杂,各种因子之间相互作用的变化过程和机制也尚未搞清,因此,要对气候变化的发展趋势进行预测是非常困难的。目前国际科学界有一点是公认的,就是由于人类生产和生活活动,今后几十年大气中以二氧化碳为代表的各种温室气体含量将继续增长。为简化起见,国内外不少科学研究就根据温室气体增长不同速率来推测未来的平均气候状况,主要是全球气温和降水状况,再由此推测其他自然生态环境要素(如植被、冰雪等)的变化。这里,我们简单介绍目前国际科学界对未来全球气候变化进行预测的一些方法和初步的推测性结果。 由于人类对于天气现象的定量分析、记录的历史至今还太短,而自然界某些变化的周期又相对较长;由于人类活动的强度在近年来急剧增强可谓“前无古人”。这些因素都使得科学家很难找到规律,建立起天气中长期变化的科学模式,受科学发展水平所限,我们对未来全球气候变化的趋势还无法给出明确的科学描述,但有一点目前国际科学界已经基本达成共识,那就是未来全球气候将变暖。形成这一共识主要基于以下几点认识: 一、大气温室气体含量将持续增加 由于人类活动的强度和范围在不断增加,大气温室气体含量肯定要持续增长。尽管有一些研究认为人类的某些活动和自然界中的一些反馈机制有使大气降温的作用,但目前没有证据表明,这些相反效应足够抵消温室气体增加所引起的增温。太阳辐射的变化,大火山爆发将大量悬浮状物质(称为气溶胶)带入大气层,阻碍地面接收太阳辐射,从而导致降温的效应;由工业污染带来的大气硫化物气溶胶增长使云的物理特征发生改变,进而更多地遮挡太阳辐射,使地面降温等等,这些几乎都不可能逆转未来大气温室效应的增强。 二、全球气温模式的模拟结果 全球气候模式是模拟全球气候的一种数学模型,是目前有关描述全球气候变化的各种动力学模式中最为成功的一种模式。气象科学家们便用这种方法对地球未来气候进行预测。结果表明:地球平均表面和低层大气将增温而大气平流层(约在地面15千米以上)将降温;全球平均降水和蒸发将增加,且变暖越多,它们的增长也越多。对不同地区而言,北半球高纬度地区冬季增温较大,而热带增温则较少;在大气气溶胶浓度较大的工业污染区(如我国南方),还有可能出现降温的趋势。中纬度地区冬季降水将增加;热带平均也出现降水增加迹象;副热带干旱地区的降水变化则较少;中纬度大陆地区夏季的土壤湿度减小,这是高温条件下蒸发增大而降水补充不足的后果。对我国而言,冬季西伯利亚高压环流将显著减弱,这意味着我国冬季寒潮的强度将减弱,而夏季亚洲大陆沿海地区及附近海域气压增强而大陆地区则气压降低,意味着海陆气压差增大,海陆气压差是形成沿海夏季风的基本原因,这就意味着夏季风要增强。沿海夏季风降雨也可能增加。应该指出的是,由于全球气候模式不能较细致考虑地区性的特征,关于中国或任一其他地区的未来气候推测都带有很大的不确定性。我国和其他国家的许多科学家们近年来投入了大量的人力物力发展区域气候模式,试图改善区域气候的模拟结果。 三、历史气候相似研究