關(guān)于氣候變化事實(shí)、影響和對(duì)策的論述資料摘錄）青藏鐵路建設(shè)總指揮部專家咨詢部2003年6月20日格爾木前言根據(jù)鐵道部青藏鐵路領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、科技司、建設(shè)司通知精神，為了更好的研究氣候變化對(duì)青藏鐵路多年凍土的影響，研究在氣候變化背景條件下鐵路工程設(shè)計(jì)和工程結(jié)構(gòu)、工程措施的可靠性問(wèn)題，首先需要了解目前有關(guān)氣候變化的一些研究結(jié)論，了解有關(guān)凍土對(duì)氣候變化的相應(yīng)問(wèn)題的一些研究結(jié)論。才能進(jìn)一步研究.氣候變暖對(duì)青藏鐵路高原多年凍土的影響趨勢(shì)、氣候變暖對(duì)青藏鐵路主要建筑物的影響及防治對(duì)策、氣候變暖條件下的工程設(shè)計(jì)原則及工程措施。為此青藏鐵路建設(shè)總指揮部專家咨詢組查閱了一些有關(guān)資料，編印了這些資料文章，供有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和研究人員參考。因時(shí)間倉(cāng)促，有些文章是從數(shù)據(jù)庫(kù)查找后用有關(guān)軟件編輯的，來(lái)不及仔細(xì)校對(duì)，僅請(qǐng)諒解。青藏鐵路建設(shè)總指揮部專家咨詢組2003年6月21日格爾木目錄1.氣候變化的事實(shí)、影響及對(duì)策 （學(xué)會(huì)月刊2002年第10期秦大河）2.青藏高原氣候變化特征 姚莉（國(guó)家氣象中心專業(yè)氣象臺(tái)）吳慶梅（南京氣象學(xué)院）（200年學(xué)術(shù)年會(huì)專輯學(xué)會(huì)月刊2002年第10期）全球氣候變化的新認(rèn)識(shí) IPCC第三次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告概覽孫成權(quán)高峰曲建升（中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心）（自然雜志24卷2期）全球氣候變化研究的新認(rèn)識(shí)——IPCC第三次氣候評(píng)價(jià)報(bào)告第一工作組報(bào)告概要（2001年6月第16卷第3期地球科學(xué)進(jìn)展）全球氣候變化下青藏公路沿線凍土變化響應(yīng)模型的研究吳青柏,李新,李文君（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第23卷第1期2001年3月冰川凍土）中國(guó)西部生態(tài)環(huán)境變化與對(duì)策建議秦大河,丁一匯,王紹武等（2002年6月第17卷第3期地球科學(xué)進(jìn)展）中國(guó)西部環(huán)境演變及其影響研究 秦大河,丁一匯,王紹武等（2002年4月第9卷第2期地學(xué)前緣中國(guó)地質(zhì)大學(xué),北京）青藏高原地區(qū)近40年來(lái)氣候變化特征康興城（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）氣候變化對(duì)青藏高原大江河徑流的影響賴祖銘（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）青藏高原凍土對(duì)氣候變化的響應(yīng)王紹令趙秀峰郭東信黃以職（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）我國(guó)東北部?jī)鐾翜囟群头植寂c氣候變暖周幼吾等（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）氣候變暖條件下青藏高原高溫凍土熱狀況變化趨勢(shì)的數(shù)值模擬李述訓(xùn)程國(guó)棟（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）多年凍土的形成演化過(guò)程分析及近似計(jì)算李述訓(xùn)程國(guó)棟（中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所）（第18卷增刊1996年冰川凍土）氣候變化的事實(shí)、影響及對(duì)策（學(xué)會(huì)月刊2002年第10期秦大河）近百年來(lái),地球氣候正經(jīng)歷一次以全球變暖為主要特征的顯著變化。我國(guó)氣候變化趨勢(shì)與全球基本一致。近50年的氣候變暖主要由人類使用化石燃料排放的大量C02等溫室氣體的增溫效應(yīng)造成的?，F(xiàn)有預(yù)測(cè)表明,未來(lái)50-100年全球和我國(guó)氣候?qū)⒗^續(xù)向變暖的方向發(fā)展,全球變暖已對(duì)全球的生態(tài)系統(tǒng)以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)產(chǎn)生明顯影響,并將繼續(xù)造成長(zhǎng)遠(yuǎn)而巨大的影響。氣候變化的事實(shí)和科學(xué)認(rèn)識(shí)一）全球氣候正經(jīng)歷以變暖為主要特征的變化近50年的氣候變化主要由人類活動(dòng)造成自1860年有氣象儀器觀測(cè)記錄以來(lái),全球平均溫度升高了0.6土0.2°C，最暖的13個(gè)年份均出現(xiàn)在1983年以后。20世紀(jì)北半球溫度的增幅可能是過(guò)去1000年中最高的,降水分布也發(fā)生了變化,大陸地區(qū)尤其是中高緯地區(qū)降水增加,非洲等一些地區(qū)降水減少。有些地區(qū)極端天氣氣候事件（如厄爾尼諾、干旱、洪澇、雷暴、冰雹、風(fēng)暴、高溫天氣和沙塵暴等）出現(xiàn)的頻率與強(qiáng)度有所增加。（二）近百年我國(guó)氣候同樣變暖我國(guó)的氣溫上升了0.4-0.5C，以冬季和西北、華北、東北地區(qū)最為明顯。1985年以來(lái)，我國(guó)已連續(xù)出現(xiàn)了16個(gè)全國(guó)范圍的暖冬。降水自20世紀(jì)50年代以后逐漸減少，華北地區(qū)呈現(xiàn)出暖干化趨勢(shì)。（三）預(yù)測(cè)全球和中國(guó)氣候?qū)⒗^續(xù)變暖增暖的速率將比過(guò)去100年更快。國(guó)內(nèi)外科學(xué)家使用31個(gè)復(fù)雜氣候模式，對(duì)6種代表性溫室氣體排放情景下未來(lái)100年的全球氣候變化進(jìn)行了預(yù)測(cè)，結(jié)果如下。1.全球平均地表氣溫到2100年將比1990年上升1.4?5.8C這一增溫值將是20世紀(jì)內(nèi)增溫值（0.6C左右）的2-10倍，可能在近10,000年中增溫速率最快。21世紀(jì)全球平均降水將會(huì)增加，北半球雪蓋和海冰范圍將進(jìn)一步縮小，2100年全球平均海平面將比1990年上升0.09-0.88米。一些極端事件（如高溫天氣、強(qiáng)降水、熱帶氣旋強(qiáng)風(fēng)等）發(fā)生的頻率將會(huì)增加。2.我國(guó)氣候?qū)⒗^續(xù)變暖到2020-2030年，全國(guó)平均氣溫將上升1.7C;到2050年，全國(guó)平均氣溫將上升2.2C，變暖幅度由南向北增加。不少地區(qū)降水出現(xiàn)增加趨勢(shì)，但華北和東北南部等一些地區(qū)將出現(xiàn)繼續(xù)變干的趨勢(shì)。（四）氣候變化預(yù)測(cè)仍存在不確定性上述氣候變化預(yù)測(cè)對(duì)于全球氣候平均變化趨勢(shì)以及溫度預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較高，但對(duì)于地區(qū)性和降水等因素的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性較低,包含有相當(dāng)大的不確定性。產(chǎn)生不確定性的原因主要有溫室氣體排放和大氣中溫室氣體濃度變化估算不夠準(zhǔn)確;用于預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化的氣候模式系統(tǒng)不夠完善;以及可用于氣候研究和預(yù)測(cè)的氣候系統(tǒng)資料不足等。二、氣候變化的影響—正面與負(fù)面并存氣候變化的影響是多尺度、全方位、多層次的。正面和負(fù)面影響并存,其中負(fù)面影響更多地受科學(xué)界和社會(huì)的普遍關(guān)注。(一)氣候變化對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)已造成并將繼續(xù)產(chǎn)生明顯影響全球變暖對(duì)許多地區(qū)的自然生態(tài)系統(tǒng)已產(chǎn)生影響,自然生態(tài)系統(tǒng)由于適應(yīng)能力有限,容易受到嚴(yán)重的、甚至不可恢復(fù)的破壞。隨著氣候變化的頻率和幅度的增加,遭受破壞的自然生態(tài)系統(tǒng)在數(shù)量上有所增加,空間范圍也將擴(kuò)大。(1)氣候變化將改變植被群落的結(jié)構(gòu)、組成及生物量,使森林生態(tài)系統(tǒng)的空間格局發(fā)生變化,同時(shí)也造成生物多樣性減少等。(2)冰川條數(shù)和面積減少,凍土厚度和下界會(huì)發(fā)生變化。高山生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氣候變化非常敏感,冰川規(guī)模將隨著氣候變化而改變。山地冰川普遍出現(xiàn)減少和退縮現(xiàn)象。(3)氣候變化是導(dǎo)致湖泊水位下降和面積萎縮的主要原因。海平面升高將影響海岸帶和海洋生態(tài)系統(tǒng)。近百年來(lái)，全球海平面平均上升了10?20厘米。我國(guó)海平面近50年呈明顯上升趨勢(shì),上升的平均速率為每年2.6毫米,未來(lái)海平面還將繼續(xù)上升,造成海岸地區(qū)遭受洪水泛濫的機(jī)會(huì)增大、遭受風(fēng)暴影響的程度和嚴(yán)重性加大。一些極端天氣氣候事件可能增加。(二)氣候變化對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響可能以負(fù)面為主(1)農(nóng)業(yè)可能是對(duì)氣候變化反應(yīng)最為敏感的部門之一。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，氣候變化將使我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨以下三個(gè)突出問(wèn)題:(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的不穩(wěn)定性增加，產(chǎn)量波動(dòng)大;(2)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局和結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)變動(dòng);(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件改變，農(nóng)業(yè)成本和投資大幅度增加。(2)氣候變暖將導(dǎo)致地表徑流、旱澇災(zāi)害頻率以及水質(zhì)等發(fā)生變化，水資源供需矛盾將更為突出青藏高原氣候變化特征200年學(xué)術(shù)年會(huì)專輯學(xué)會(huì)月刊2002年第10期(姚莉)(國(guó)家氣象中心專業(yè)氣象臺(tái)，北京100081)吳慶梅(南京氣象學(xué)院，南京210041)利用青藏高原15站1969?198年的氣溫、降水、日照資料，應(yīng)用滑動(dòng)平均和直線回歸方法，對(duì)近30年青藏高原地區(qū)的年平均氣溫、年平均降水量和年平均日照時(shí)數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。得出青藏高原年平均氣溫呈前低后高波動(dòng)上升趨勢(shì);年降水量的變化趨勢(shì)是由偏少到偏多;年日照時(shí)數(shù)的變化趨勢(shì)則表現(xiàn)為由逐漸增多到逐漸減少。取1969~1998年有比較完整記錄的青藏高原15站（當(dāng)雄、日喀則、拉薩、澤當(dāng)、聶拉爾、江孜、錯(cuò)那、隆子、班戈、帕里、索縣、昌都、嘉黎、波密、林芝）的逐日氣溫、降水、日照資料,加工成年和季的平均值或總量,用滑動(dòng)平均和直線回歸方法,分析青藏高原地區(qū)近30年的氣候變化特征及其變化趨勢(shì)。2近30年氣候變化特征21氣溫計(jì)算1969~1998年青藏高原15站年平均氣溫兩兩之間的相關(guān)系數(shù),在105個(gè)相關(guān)系數(shù)中,超過(guò)037（信度005）的有92個(gè)（占88%）,超過(guò)047（信度001）的有85個(gè)（占81%）。這一結(jié)果表明平均氣溫,特別是年和季的平均氣溫具有較好的代表性。選取遠(yuǎn)離中心城市、人口稀少、幾乎完全沒(méi)有工業(yè)發(fā)展和局地環(huán)境變化不大的班戈、錯(cuò)那、隆子3站為代表站,分析近30年來(lái)3站的年和季平均氣溫的變化情況。表1給出3站年平均氣溫的平均值與青藏高原15站年平均氣溫的相關(guān)系數(shù),相關(guān)系數(shù)均在05以上,均超過(guò)了001信度近30年來(lái)青藏高原地區(qū)的氣溫呈現(xiàn)出明顯的波動(dòng)性和前冷后暖趨勢(shì)。從20世紀(jì)60年代末到80年代前期,青藏高原的氣溫以偏低為主,其中1972~1976年氣溫稍高,但也僅與30年平均值接近;1977?1983年為氣溫多年變化的波谷，基本上持續(xù)偏低，多數(shù)年份偏低1?15°C。1984年以后溫轉(zhuǎn)為以偏暖為主,除個(gè)別年份外氣溫均偏高,其中1984~1988年偏暖較為明顯,而1998年則是近30年中平均氣溫最高的年份。圖1還給出了近30年青藏高原年平均氣溫的回歸趨勢(shì)線［1］，其表達(dá)式為:y=00167x+112 （1）趨勢(shì)線斜率為00167,表明近30年來(lái)青藏高原地區(qū)年平均氣溫的增溫率為每10年0167C。究其原因有二:①在拉薩、日喀則地區(qū)有少量的工業(yè)存在，工業(yè)氣體的排放是造成大氣氣溫升高的原因之一；②近10年來(lái)，青藏高原地區(qū)人口逐漸增多也是氣溫升高的一個(gè)重要因素。我們還計(jì)算了班戈、錯(cuò)那、隆子3站1969?1998年逐年的年平均最高氣溫和年平均最低氣溫的平均值（圖略），結(jié)果表明近30年來(lái)青藏高原地區(qū)的年平均最高氣溫幾乎都在平均值附近擺動(dòng)，并未表現(xiàn)出逐漸上升的趨勢(shì)，其回歸直線幾乎完全與橫坐標(biāo)平行，斜率僅為00008，表明近30年青藏高原地區(qū)年平均最高氣溫增溫率為每10年0008C。而年平均最低氣溫的增暖趨勢(shì)則較年平均氣溫更為明顯，其回歸直線的斜率達(dá)到0.0278，這表明近30年青藏高原的氣候變暖主要反映在夜間，而白天的最高氣溫則未呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢(shì)。關(guān)于青藏高原氣溫的四季變化,計(jì)算了1969?1998年春（3?5月）、夏（6?8月）、秋（9?11月）、冬（12?2月）4個(gè)季節(jié)班戈、錯(cuò)那、隆子3站平均氣溫，結(jié)果表明4個(gè)季節(jié)的平均氣溫都出現(xiàn)了逐步變暖的趨勢(shì),但增暖的程度不同。春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)回歸直線的斜率分別為0 0352、0 0301、0 0270、0 0195,表明近30年青藏高原氣溫的增暖以春季增暖的幅度最大,達(dá)到每10年上升0 352°C，其次是夏季，每10年上升0 301°C，在4個(gè)季節(jié)中，春季和夏季的氣溫對(duì)氣候變暖的貢獻(xiàn)最大。青藏高原地區(qū)氣溫升高對(duì)農(nóng)業(yè)的影響較大，尤其在冬季也有升溫的趨勢(shì)，有利于減輕低溫、冷害、霜凍的危害程度。春季升溫最顯著，有利于擴(kuò)大春季播種面積。22降水青藏高原地區(qū)農(nóng)作物需要大量的人工灌溉，農(nóng)牧民的生活與降水的多少息息相關(guān)。由于降水的局地性較強(qiáng)，取青藏高原15站年平均降水量的平均值來(lái)反映高原地區(qū)的降水情況（圖2）由圖2可見(jiàn)，20世紀(jì)80年代中期以前，青藏高原地區(qū)的降水以偏少為主，但是1977?1980年降水相對(duì)偏多;而80年代中期以后降水以偏多為主，1985?1991年（除1986年）降水持續(xù)偏多，1998年降水量更是達(dá)到了近30年的最大值。由此可見(jiàn)近30年來(lái)青藏高原降水變化的主要特征是前少后多，年降水量有逐步增加的趨勢(shì)青藏高原地區(qū)太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈，是我國(guó)日照時(shí)數(shù)最多的地區(qū)之一，拉薩素有“日光城”之稱。日照時(shí)數(shù)的變化，也是該地區(qū)氣候變化的反映。圖3給出了1969?1998年青藏高原15站年平均日照時(shí)數(shù)。由圖3可見(jiàn)，20世紀(jì)80年代初，青藏高原的年平均日照時(shí)數(shù)總體呈增多的趨勢(shì)，1983年達(dá)到了歷年日照時(shí)數(shù)的最高值。1984年以后，青藏高原年日照時(shí)數(shù)呈逐漸減少趨勢(shì)，雖然有些許年際變化，但波動(dòng)不大，總體下降的趨勢(shì)十分明顯，與1983年以前日照時(shí)數(shù)逐漸增多的趨勢(shì)形成鮮明的對(duì)照。近年來(lái)青藏高原日照時(shí)數(shù)有所減少，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有一定影響，不利于冬小麥的密植和高產(chǎn)［2］。3小結(jié)通過(guò)對(duì)青藏高原地區(qū)1969?1998年15站氣溫、降水、日照等氣象觀測(cè)資料的統(tǒng)計(jì)分析，得到近30年青藏高原地區(qū)氣候變化的主要特征:年平均氣溫呈前低后高波動(dòng)上升趨勢(shì)，增溫率為每10年0 167C，氣候變暖主要表現(xiàn)在夜間最低氣溫升高，春季和夏季對(duì)氣候變暖的貢獻(xiàn)最大;年平均降水量的多年變化趨勢(shì)由偏少到偏多，并且這種增多的趨勢(shì)比較穩(wěn)定;日照時(shí)數(shù)則表現(xiàn)為1983年以前逐漸增多，1983年以后逐漸減少的趨勢(shì)。三種要素氣候變化的轉(zhuǎn)折都出現(xiàn)在20世紀(jì)80年代中期全球氣候變化的新認(rèn)識(shí) IPCC第三次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告概覽(自然雜志24卷2期)孫成權(quán)高峰曲建升(中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)自1988年成立以來(lái)，已進(jìn)行了三次氣候變化的評(píng)價(jià)工作?本文給出了第三次氣候變化評(píng)價(jià)IPCC三個(gè)工作組織的報(bào)告的概述.IPCC的第三次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告，對(duì)20世紀(jì)的氣候變化結(jié)果進(jìn)行了全新的概括，并對(duì)21世紀(jì)的氣候變化趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)，分析了全球變化對(duì)自然和人類社會(huì)系統(tǒng)的影響，最后提出了減緩氣候變化的戰(zhàn)略措施和建議.20世紀(jì)全球氣候變化的新結(jié)果.地球正在變暖并伴隨氣候系統(tǒng)的其他變化(1)20世紀(jì)全球平均地表溫度增加了0.6°C左右 全球平均地表溫度自1861年以來(lái)一直在增高,20世紀(jì)增加了0.6±0.2C.這個(gè)數(shù)據(jù)比1994年的IPCC第二次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告高了0.15C,20世紀(jì)增幅最大的兩個(gè)時(shí)期為1910?1945年和1976?2000年；全球范圍內(nèi),20世紀(jì)90年代是最暖的10年,而1998年是最暖的年份;北半球具代表性的數(shù)據(jù)分析指出,20世紀(jì)可能是過(guò)去1000年增溫最大的100年；平均來(lái)說(shuō),1950?1993年間,逐日夜間地表最低氣溫每10年增加0.2C,而逐日白天陸面最高氣溫每10年增加0.1C,而此間海面溫度的增幅大約是平均陸面氣溫增幅的一半；(2)地表以上8km大氣層氣溫在過(guò)去40年中有所升高自50年代以來(lái)地表以上8km大氣層溫度在增加，近地表氣溫每10年增加0.1C;自1979年以來(lái)，衛(wèi)星和天氣探空氣球觀測(cè)表明，地表以上8km大氣層氣溫全球平均每10年增加0.05±0.1C,而全球平均近地表氣溫增加0.15±0.05C.(3)雪蓋和冰川面積減少衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示,雪蓋面積自20世紀(jì)60年代末以來(lái)很可能已減少了10%左右,而地面觀測(cè)表明,20世紀(jì)北半球中高緯的河湖結(jié)冰期年減少大約兩個(gè)星期;20世紀(jì)非極區(qū)的高山冰川普遍退縮;自20世紀(jì)50年代以來(lái),北半球春夏海冰面積減少了大約10%?15%.最近幾十年,北極海冰厚度在夏末秋初期間可能減少了40%左右,冬季則減少緩慢.(4)全球平均海平面升高而且海洋熱容量增加測(cè)潮數(shù)據(jù)表明,20世紀(jì)全球平均海平面升高了0.1?0.2m;洋面下溫度數(shù)據(jù)分析指出,自20世紀(jì)50年代后期,全球海洋熱容量一直在增加.(5)氣候的其他重要方面也發(fā)生了變化北半球中高緯陸區(qū)的降雨在20世紀(jì)每10年增加了0.5%?1%,熱帶陸區(qū)每10年增加了0.2%?0.3%，亞熱帶的陸區(qū)每10年則減少了0.3%左右；南半球的廣大地區(qū)則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可比的系統(tǒng)性的變化;海洋上的降雨因沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)而不能分析其變化趨勢(shì);20世紀(jì)后半葉,北半球中高緯地區(qū)的大暴雨事件發(fā)生頻率增加了2%?4%；整個(gè)20世紀(jì)，中高緯陸區(qū)上空的云量可能增加了2%左右，在多數(shù)地區(qū)這與觀測(cè)到的溫度日較差減少相吻合；自1950年以來(lái)，極端低溫事件的頻率有所減少，而極端高溫事件的發(fā)生頻率有較小的增加；與過(guò)去的100年相比，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，厄爾尼諾-南方濤動(dòng)事件更頻繁、持久且強(qiáng)度更大；1900?1995年間，全球陸區(qū)嚴(yán)重的干旱和洪澇有相對(duì)較小的增加，在很多區(qū)域，這些變化主要受10年乃至數(shù)10年的氣候變化影響；在某些地區(qū)如亞洲和非洲，干旱的頻率和強(qiáng)度在最近數(shù)10年都有所增加.(6)氣候系統(tǒng)的某些重要方面似乎沒(méi)發(fā)生變化地球的幾個(gè)區(qū)域在最近數(shù)十年沒(méi)有變暖，主要分布在南半球海洋的一些區(qū)域以及南極的部分區(qū)域；根據(jù)可靠的衛(wèi)星觀測(cè)，南極海冰面積自1978年以來(lái)沒(méi)有明顯的變化；熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度和頻率的全球變化主要受十年際及數(shù)十年際氣候變化的支配；龍卷風(fēng)、雷電日以及冰雹的系統(tǒng)性變化不甚明顯..人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體和氣溶膠持續(xù)改變大氣狀況并影響氣候(1)人類活動(dòng)產(chǎn)生的大氣溫室氣體濃度及其輻射影響繼續(xù)增加大氣中的C02濃度自1750年以來(lái)增加了31%;在過(guò)去的20年中大約有3 4左右的人為C02排放量是由于化石燃料的燃燒，其余的是因?yàn)橥恋乩米兓斐傻模划?dāng)前，海洋和陸地合起來(lái)的吸收量是人為C02排放量的一半.20世紀(jì)90年代陸地吸收的C02很可能已超過(guò)因土地利用變化而排放的C02量；過(guò)去20年C02濃度的增加率保持在每年1.5X10-6(0.4%),90年代，年增加率在0.9X10-6到2.8X10-6之間；自1750年以來(lái)，大氣中CH4的濃度增加了1060X10-9,并仍在持續(xù)增加，目前的CH4濃度在過(guò)去的42萬(wàn)年中是最大的；自1750年，大氣中N2O濃度增加了46X10-9,并仍在持續(xù)增加，目前的N2O濃度在過(guò)去的1000年中是最大的，大約1 3的N2O排放量是由人類活動(dòng)產(chǎn)生；自1995年，大氣中很多含碳?xì)怏w既破壞臭氧，又是溫室氣體，其濃度由于受到蒙特利爾議定書(shū)及其補(bǔ)充規(guī)定的限制要么增加緩慢要么減少，而其替代物質(zhì)如CHF2C1和CF3CH2F等也是溫室氣體，這些物質(zhì)的濃度卻在增加；從1750年至2000年，由于溫室氣體的增加引起的輻射強(qiáng)迫估計(jì)為2.43Wm-2；從1979年至2000年，平流層臭氧耗減估計(jì)產(chǎn)生-0.15Wm-2的輻射強(qiáng)迫；自1750年，對(duì)流層臭氧總量估計(jì)增加了36%，主要與人類排放幾種03形成的氣體有關(guān).(2)人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠在大氣中的存在是短暫的，主要產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫人類主要是通過(guò)燃燒化石燃料和生物質(zhì)的活動(dòng)產(chǎn)生氣溶膠，這些活動(dòng)也與空氣質(zhì)量下降和酸沉降有關(guān)；自第二次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告以來(lái),在更好地表征不同種類氣溶膠的直接輻射強(qiáng)迫方面取得了顯著進(jìn)展;除直接輻射影響外,氣溶膠還通過(guò)其影響云而產(chǎn)生間接影響.更多的證據(jù)表明,這種間接影響產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫.(3)自然因子也產(chǎn)生小的輻射強(qiáng)迫自1750年，由于太陽(yáng)輻射的變化導(dǎo)致的輻射強(qiáng)迫估計(jì)為+0.3Wm-2;火山噴發(fā)引起的平流層氣溶膠產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫會(huì)持續(xù)數(shù)年.幾次主要的火山噴發(fā)發(fā)生在1880?1920年和1960?1991年這兩個(gè)時(shí)間段;上述兩個(gè)自然因子產(chǎn)生的氣溶膠導(dǎo)致的輻射影響在過(guò)去20年甚至40年中是負(fù)的輻射強(qiáng)迫.3.新的證據(jù)表明，過(guò)去50年觀測(cè)到的全球性氣候變暖主要由人類活動(dòng)引起(1)正如現(xiàn)代氣候模式預(yù)測(cè)的那樣，過(guò)去100年的變暖很可能是氣候自身的變化，過(guò)去1000年氣候數(shù)據(jù)的重建亦指出，這種變化可能完全由自然因素引起.(2)新的探測(cè)技術(shù)應(yīng)用以及氣候變化歸因研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)了過(guò)去35?50年氣候變化的人為因素影響.(3)單純考慮自然強(qiáng)迫的氣候模擬結(jié)果不能解釋20世紀(jì)后半葉的變暖問(wèn)題.盡管目前對(duì)硫酸鹽氣溶膠的人為和自然因子的影響尚不能確定，但可確定過(guò)去50年由于人為產(chǎn)生的溫室氣體的增暖幅度.大多數(shù)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去的50年里，由于溫室氣體的增加造成的增暖率與幅度的模擬結(jié)果與觀測(cè)事實(shí)具一定的可比性.進(jìn)一步考慮溫室氣體和硫酸鹽氣溶膠的模式，其模擬結(jié)果與這一時(shí)期的觀測(cè)結(jié)果一致.(6)當(dāng)同時(shí)考慮自然因子和人為因子影響時(shí)，過(guò)去140年的模擬結(jié)果和觀測(cè)結(jié)果非常吻合.三、未來(lái)氣候變化的預(yù)測(cè)結(jié)果1.21世紀(jì)人類影響將繼續(xù)改變大氣組分(1)溫室氣體化石燃料燃燒排放的CO2依然是大氣中CO2濃度的主要影響因子；隨著大氣中CO2濃度的增加，海洋和陸地吸收CO2的量卻在減少；根據(jù)IPCC溫室氣體排放方案特別報(bào)告(SRES)中的排放方案，碳循環(huán)模式預(yù)測(cè)2100年大氣中CO2濃度可達(dá)到540X10-6?970X10-6,與1750年的280相比提高了90%?250%;改變土地利用類型可影響到大氣中的CO2濃度；非CO2的其他溫室氣體模式計(jì)算結(jié)果,2100年各溫室氣體濃度差別很大，CH4變化范圍為-190X10-9?+1970X10-9,N2O為+38X10-9?+144X10-9,整個(gè)對(duì)流層中的03為-12%?+62%，而HFCs、PFCs和SF6與2000年相比變化也很大；為了保持輻射強(qiáng)迫的穩(wěn)定,必須減少溫室氣體及控制溫室氣體的物質(zhì)的排放.(2)氣溶膠SRES方案同時(shí)指出了人為氣溶膠是增加抑或減少，主要視化石燃料使用的程度及控制污染排放的政策;另外,由于氣候變化的結(jié)果,自然形成的氣溶膠(如海鹽、沙塵等)預(yù)計(jì)要增加.(3)21世紀(jì)的輻射強(qiáng)迫對(duì)于SRES闡述的方案，溫室氣體引起的全球平均輻射強(qiáng)迫將繼續(xù)增加；C02引起的輻射強(qiáng)迫預(yù)計(jì)從2000年的12強(qiáng)增加到34;直接和間接的氣溶膠輻射強(qiáng)迫變化幅度估計(jì)要比CO2的輻射強(qiáng)迫小些.2.在所有SRES方案下，全球平均溫度和海平面預(yù)計(jì)會(huì)升高(1)溫度全球平均表面溫度預(yù)計(jì)在1990?2100年間升高1.4?5.8°C;溫度升高預(yù)計(jì)要比第二次評(píng)價(jià)報(bào)告中的預(yù)測(cè)結(jié)果大;根據(jù)古氣候數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)的增暖率要比20世紀(jì)觀測(cè)到的結(jié)果大得多;到2100年共用氣候模式在給定的方案下模擬的溫度變化范圍與個(gè)別模式在不同的方案下模擬的結(jié)果具可比性;對(duì)于幾十年的時(shí)間尺度，當(dāng)前觀測(cè)到的增暖率可以用來(lái)約束給定溫室氣體排放方案下的預(yù)測(cè)結(jié)果?利用這一方法，根據(jù)IS92排放方案，未來(lái)幾十年人為產(chǎn)生的增暖率為每10年增加0?1?0.2C;根據(jù)最近的全球模式模擬結(jié)果，幾乎所有陸區(qū)都比全球平均增暖更快，特別是北半球高緯度區(qū)的冷季;表面溫度的近期變化趨勢(shì)變得更像熱帶太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象，熱帶太平洋東部比西部暖和，并因此導(dǎo)致降雨?yáng)|移.(2)降雨對(duì)于大多數(shù)的SRES方案，全球模式模擬的結(jié)果表明，21世紀(jì)全球平均水汽濃度和降雨預(yù)計(jì)要增加.21世紀(jì)后半葉，北半球中高緯和南極地區(qū)的冬季降雨增加，至于低緯度的陸區(qū)，既有區(qū)域范圍的增加，亦有區(qū)域范圍的減少.(3)極端事件與20世紀(jì)后半葉觀測(cè)到的事實(shí)相比，21世紀(jì)極端事件發(fā)生的可能性有增加和擴(kuò)大的趨勢(shì).厄爾尼諾最近的預(yù)測(cè)顯示，未來(lái)100年厄爾尼諾強(qiáng)度有較少的增加或很少變化;雖然厄爾尼諾變化較小或無(wú)變化但全球增暖可能導(dǎo)致很多地區(qū)嚴(yán)重干旱和大暴雨事件的發(fā)生，以及伴隨厄爾尼諾發(fā)生干旱和洪澇的危險(xiǎn)程度增加.季風(fēng)與溫室氣體有關(guān)的增暖可能會(huì)引起亞洲季風(fēng)降雨的變化，季風(fēng)期和強(qiáng)度的變化取決于溫室氣體的排放方案.(6)溫鹽環(huán)流多數(shù)模式結(jié)果顯示了海洋溫鹽環(huán)流的減弱,而這將導(dǎo)致北半球熱量向高緯度傳輸?shù)臏p慢.(7)雪冰北半球雪蓋和海冰面積預(yù)計(jì)進(jìn)一步減少;冰川和冰蓋預(yù)計(jì)繼續(xù)退縮;南極冰蓋可能會(huì)由于大的降水而得到補(bǔ)充,格陵蘭冰蓋卻因徑流增加超過(guò)降雨的增加而虧損.(8)海平面根據(jù)SRES方案，全球海平面預(yù)計(jì)1990?2100年間將升高0.09?0.88m，這主要由于熱膨脹和冰川消融所致?第二次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告依據(jù)IS92方案得到的預(yù)測(cè)結(jié)果為0.13?0.94.本次預(yù)測(cè)的溫度較第二次高，但海平面升高幅度卻較低，這主要?dú)w因于使用了改進(jìn)的預(yù)測(cè)模式..人類影響造成的氣候變化將持續(xù)上千年(1)性能穩(wěn)定的溫室氣體的排放對(duì)大氣組成、輻射強(qiáng)迫以及氣候構(gòu)成了持久的影響.(2)如果溫室氣體濃度穩(wěn)定在某一個(gè)值上，那么全球平均表面溫度仍將以每百年零點(diǎn)幾度的速率升高.(3)即使溫室氣體濃度穩(wěn)定在目前的水平上，全球平均表面溫度升高并進(jìn)而引起海平面升高預(yù)計(jì)要持續(xù)幾百年.冰蓋將繼續(xù)對(duì)氣候變化作出反映，并對(duì)海平面升高產(chǎn)生影響，即使氣候穩(wěn)定后也要持續(xù)幾千年.最新的冰蓋動(dòng)力學(xué)模式模擬指出，南極西部冰蓋在未來(lái)的1000年中可能會(huì)使海平面升高3m，但這一結(jié)果強(qiáng)烈地依賴于模式關(guān)于氣候變化方案、冰蓋動(dòng)力學(xué)以及其他參數(shù)的假設(shè).四、氣候變化對(duì)自然和人類社會(huì)系統(tǒng)的影響1.一些最新研究結(jié)果近期的區(qū)域氣候變化特別是溫度升高已經(jīng)對(duì)生物物理系統(tǒng)產(chǎn)生了影響:(1)觀測(cè)表明，區(qū)域氣候變化對(duì)全球許多地區(qū)物理的和生物的系統(tǒng)產(chǎn)生了影響，包括:冰川的退縮、凍土的融化、河湖冰的遲凍和早融、中高緯生長(zhǎng)季節(jié)的延長(zhǎng)、動(dòng)植物范圍向極區(qū)和高海拔區(qū)延伸、某些動(dòng)植物數(shù)量的減少以及開(kāi)花期、昆蟲(chóng)出現(xiàn)和鳥(niǎo)兒產(chǎn)卵的提前等.(2)降雨變化的影響也很重要，但目前因缺乏足夠長(zhǎng)的數(shù)據(jù)序列還無(wú)法分析其影響.(3)土地利用變化與污染等因素也對(duì)生物物理系統(tǒng)產(chǎn)生影響，但在特定個(gè)例中很難區(qū)分出各個(gè)因子影響的程度.有證據(jù)表明，一些地區(qū)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)已經(jīng)受到了近期頻繁發(fā)生的洪澇和干旱的影響，這些系統(tǒng)也同時(shí)受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子如人口增長(zhǎng)的影響,一般來(lái)說(shuō)很難將氣候和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子的相對(duì)影響定量區(qū)分.自然系統(tǒng)由于其有限的適應(yīng)能力而對(duì)氣候變化表現(xiàn)出特別脆弱的特征,其中一些系統(tǒng)可能遭受嚴(yán)重的、甚至不可恢復(fù)的破壞.正在面臨這種危險(xiǎn)的系統(tǒng)包括冰川、珊瑚礁島、紅樹(shù)林、北半球北部山區(qū)、熱帶林、極地和高山生態(tài)系統(tǒng)、草原濕地、殘余天然草地.隨著氣候變化頻率和幅度的增加,受影響系統(tǒng)的數(shù)目及遭受破壞的地理范圍也將增加.許多人類社會(huì)系統(tǒng)對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感,其中一些比較脆弱.對(duì)氣候變化反應(yīng)敏感的人類社會(huì)系統(tǒng)主要有:水資源,農(nóng)業(yè)(特別是糧食保障系統(tǒng))和林業(yè),海岸帶和海洋系統(tǒng)(漁業(yè)),人類居住、能源和工業(yè),保險(xiǎn)與其他金融系統(tǒng)以及人類健康.這些系統(tǒng)的脆弱性隨其地理位置、時(shí)間以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境條件而變化.氣候變化對(duì)自然和人類社會(huì)系統(tǒng)的不利影響包括:(1)對(duì)于多數(shù)的溫度升高預(yù)測(cè)結(jié)果,大部分熱帶和亞熱帶區(qū)存在著普遍的作物減產(chǎn)可能;(2)對(duì)于平均溫度升高大于幾度的情況,多數(shù)中緯度地區(qū)存在著普遍的作物減產(chǎn)可能;(3)對(duì)許多缺水地區(qū)的居民來(lái)說(shuō),水的有效利用降低,特別是亞熱帶區(qū).受到傳染性疾病影響的人口數(shù)量增加,熱死亡人數(shù)也將增加;大暴雨事件和海平面升高引起的洪澇對(duì)許多居住區(qū)的危險(xiǎn)性普遍增加;(6)由于夏季高溫降溫而導(dǎo)致能源需求增加.氣候變化對(duì)自然和人類社會(huì)系統(tǒng)的有利影響包括:(1)溫度升高低于幾度的情況,中緯度的一些地區(qū)存在著作物增產(chǎn)的可能;(2)全球木材供應(yīng)可能會(huì)增加;(3)對(duì)某些缺水地區(qū)的居民來(lái)講,可用水量可能增加如南亞的部分地區(qū);(4)中高緯度地區(qū)居民的冬季死亡率降低;(5)由于冬季高溫,取暖所需能源減少.未來(lái)極端氣候事件的變化可能會(huì)帶來(lái)一些影響:人類社會(huì)和自然系統(tǒng)對(duì)氣候極端事件的脆弱性表現(xiàn)為干旱、洪水、熱浪、雪崩和風(fēng)暴常常造成破壞、困境和死亡.盡管目前還存在著對(duì)這些極端事件變化估計(jì)的不確定性,但與全球變暖關(guān)系密切的一些極端事件的頻率和強(qiáng)度預(yù)計(jì)21世紀(jì)會(huì)增加,而由此引起的嚴(yán)重后果也會(huì)增加.相反,極端低溫事件的頻率和強(qiáng)度預(yù)計(jì)會(huì)減少,這同時(shí)會(huì)帶來(lái)積極的影響和消極的影響.大范圍、可能是不可恢復(fù)的影響的潛在危險(xiǎn)性尚需定量研究:21世紀(jì)的氣候變化具有導(dǎo)致地球系統(tǒng)大范圍的、可能是不可恢復(fù)的變化的可能性,從而引起大陸尺度甚至全球尺度的影響.這種可能性將依賴于氣候變化的方案,而對(duì)所有可能方案產(chǎn)生的影響尚未做出評(píng)價(jià).作為減輕氣候變化影響工作的補(bǔ)充,適應(yīng)是所有社會(huì)層次必須實(shí)施的一個(gè)戰(zhàn)略.適應(yīng)對(duì)于減輕氣候變化的不利影響、增強(qiáng)其有利影響具有重要作用,但需要較多花費(fèi)而且不能阻止所有破壞的發(fā)生.人類和自然系統(tǒng)在某種程度上具有對(duì)氣候變化的自適應(yīng)能力.規(guī)劃中的適應(yīng)戰(zhàn)略可能優(yōu)先支持具有這種自適應(yīng)的人類社會(huì)系統(tǒng).擁有資源越少,越缺乏適應(yīng)能力,因而也最脆弱.人類社會(huì)系統(tǒng)適應(yīng)和應(yīng)付氣候變化的能力依賴于這樣一些因子:財(cái)富、技術(shù)、教育、信息、技能、基礎(chǔ)設(shè)施、獲取資源的途徑以及管理的能力.發(fā)展中國(guó)家,特別是最不發(fā)達(dá)國(guó)家適應(yīng)氣候變化的能力不足,因而也更脆弱.適應(yīng)、可持續(xù)發(fā)展和要求公平可能相互加強(qiáng).許多對(duì)氣候變化脆弱的群落和區(qū)域也面臨人口增長(zhǎng)、資源耗減和貧窮的壓力.有關(guān)減輕資源壓力、加強(qiáng)環(huán)境危險(xiǎn)度的管理以及增加社會(huì)貧困人口的福利等各種政策可能同時(shí)出現(xiàn)于可持續(xù)發(fā)展和要求公平、增強(qiáng)適應(yīng)能力、減少對(duì)氣候變化和其他壓力的脆弱性進(jìn)程之中.將氣候變化的危險(xiǎn)性列入國(guó)家和國(guó)際發(fā)展計(jì)劃的制定和實(shí)施之中,可能會(huì)促進(jìn)和平與發(fā)展..自然和人類社會(huì)系統(tǒng)的脆弱性及氣候變化的影響農(nóng)業(yè)與糧食保障系統(tǒng):(1)根據(jù)試驗(yàn)研究,作物產(chǎn)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)隨諸多因子而變化,包括:作物品種及培育,土壤性質(zhì)，害蟲(chóng)和病菌，C02對(duì)植物的直接影響，以及C02、空氣溫度、水壓、礦物質(zhì)、空氣質(zhì)量和適應(yīng)能力間彼此的相互作用?即使C02濃度的增加能促使作物增產(chǎn)，但這種受益依然抵消不了因過(guò)度干熱造成的不利影響.(2)當(dāng)考慮農(nóng)業(yè)自適應(yīng)時(shí)，作物模式模擬結(jié)果顯示，氣候變化引起中緯度地區(qū)作物產(chǎn)量的變化在增暖率小于幾度時(shí)是正的結(jié)果，而大于幾度時(shí)則引起作物產(chǎn)量下降.(3)多數(shù)不考慮氣候變化的全球性和區(qū)域性的經(jīng)濟(jì)研究指出，20世紀(jì)全球農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格的下降趨勢(shì)很可能持續(xù)到21世紀(jì).經(jīng)濟(jì)模擬評(píng)估結(jié)果指出，氣候變化對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及價(jià)格的影響估計(jì)會(huì)對(duì)全球收入產(chǎn)生較小的變化，在發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)生大的增長(zhǎng)，而在發(fā)展中地區(qū)增長(zhǎng)較小甚至減少.多數(shù)研究指出，全球年平均溫度升高幾度或再大些將促使糧食價(jià)格上漲.一些研究發(fā)現(xiàn)，氣候變化將降低那些脆弱人群的收入從而增加處于饑餓威脅的人口的數(shù)量，這一研究尚需進(jìn)行深入研究以證實(shí).陸地和淡水生態(tài)系統(tǒng):(1)植被模擬研究顯示，生態(tài)系統(tǒng)在氣候變化時(shí)具有明顯擾動(dòng)的可能.生態(tài)系統(tǒng)或生物群系作為固定的單元可能不會(huì)發(fā)生變化，但生物物種構(gòu)成及其優(yōu)勢(shì)物種將會(huì)變化.這種變化的結(jié)果滯后氣候變化幾年到幾十年甚至幾百年.(2)野生生物的分布、數(shù)量、密度及行為已經(jīng)并將繼續(xù)受到全球或區(qū)域氣候變化的直接影響，或通過(guò)植被變化受到間接的影響.(3)為了減少物種面臨絕境的危險(xiǎn),可能采取的適應(yīng)方法有:建立避難所和公園等供野生生物遷徙;采用人工喂養(yǎng)的方法保護(hù)野生物種.陸地生態(tài)系統(tǒng)似正成為存儲(chǔ)日益增加的碳的匯.第二次評(píng)價(jià)報(bào)告稱這主要是因?yàn)橹参锷a(chǎn)力的提高,而近期研究表明,陸地生態(tài)系統(tǒng)吸收碳主要是土地利用和管理變化的結(jié)果.與第二次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告結(jié)果相反,本次研究指出,氣候變化將增加全球的木材供應(yīng).海岸帶和海洋生態(tài)系統(tǒng):(1)氣候變化對(duì)海洋的大尺度影響包括:海面溫度升高、全球海平面升高、海冰面積減少以及鹽度、波浪和海洋環(huán)流的變化.(2)由于氣候變化,許多海岸區(qū)將遭受洪水泛濫、侵蝕、濕地和紅樹(shù)林的喪失、海水侵入淡水源地等事件,同時(shí)風(fēng)暴影響的程度和嚴(yán)重性將增加.(3)氣候變化對(duì)珊瑚礁、珊瑚島、礁島、鹽沼以及紅樹(shù)林等海岸生態(tài)系統(tǒng)的影響將依賴于海平面升高相對(duì)于這些生態(tài)系統(tǒng)增長(zhǎng)的比率、沉積供給、水平移動(dòng)的空間和障礙以及氣候海洋環(huán)境的變化等一系列因素.提高對(duì)氣候變化的影響、系統(tǒng)脆弱性及適應(yīng)能力的評(píng)價(jià)水平(1)定量評(píng)價(jià)自然和人類系統(tǒng)對(duì)氣候變化的敏感性、脆弱性以及適應(yīng)能力,尤其要將重點(diǎn)放在氣候變異范圍的變化和極端氣候事件的頻率和強(qiáng)度的變化上.(2)評(píng)價(jià)系統(tǒng)對(duì)預(yù)測(cè)的氣候變化可能存在強(qiáng)烈不連續(xù)的響應(yīng)情況,從而采取其他措施予以避免.(3)理解生態(tài)系統(tǒng)對(duì)多重壓力(包括氣候的全球變化、區(qū)域變化和更小尺度的變化)的動(dòng)態(tài)反應(yīng).發(fā)展各種適應(yīng)變化的方法,評(píng)估各種適應(yīng)方法的有效性和花費(fèi),認(rèn)識(shí)不同區(qū)域、國(guó)家和居住區(qū)所用方法效果的差異所在.評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的氣候變化可能造成的各種影響.(6)改進(jìn)綜合評(píng)估(包括風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估)的手段,以研究自然和人類社會(huì)系統(tǒng)各組成部分與不同決策結(jié)果之間的相互作用.(7)評(píng)價(jià)包括關(guān)于影響、脆弱性和適應(yīng)的科學(xué)知識(shí)在決策過(guò)程、風(fēng)險(xiǎn)管理以及可持續(xù)發(fā)展的可能應(yīng)用全球氣候變化研究的新認(rèn)識(shí)——IPCC第三次氣候評(píng)價(jià)報(bào)告第一工作組報(bào)告概要2001年6月第16卷第3期地球科學(xué)進(jìn)展政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)在前兩次氣候變化評(píng)價(jià)報(bào)告的基礎(chǔ)上，結(jié)合最近5年氣候變化研究新成果，進(jìn)行了IPCC第三次全球氣候的評(píng)價(jià)工作。IPCC第一工作組于2001年1月17-20日在上海召開(kāi)了第八次工作組會(huì)議，通過(guò)了供決策者參考的報(bào)告概要。下面是該報(bào)告的摘要性結(jié)論。1日益增多的大量觀測(cè)結(jié)果表明:地球正在變暖并伴隨氣候系統(tǒng)的其它變化1.1 20世紀(jì)全球平均地表溫度增加了0.6°C左右(1)全球平均地表溫度自1861年以來(lái)一直在增高，20世紀(jì)增加了0.6±0.2C。這個(gè)數(shù)據(jù)比1994年的IPCC第二次氣候評(píng)價(jià)報(bào)告高了0?15C,20世紀(jì)增幅最大的兩個(gè)時(shí)期為1910—1945年和1976—2000年。(2)全球范圍內(nèi)，90年代是最暖的10年而1998年是最暖的年份。(3)北半球具代表性的數(shù)據(jù)分析指出，20世紀(jì)可能是過(guò)去1000年增溫最大的100年。(4)平均來(lái)說(shuō)，1950-1993年，逐日夜間陸面最低氣溫每10年增加0.2C，而逐日白天陸面最高氣溫每10年增加0.1C，而此間海面溫度的增幅大約是平均陸面氣溫增幅的一半。1?2地表以上8km大氣層氣溫在過(guò)去40年中有所升高(1)20世紀(jì)50年代以來(lái)地表以上8km大氣溫度一直在增加，近地表氣溫每10年增加0.1C。(2)自1979以來(lái)，衛(wèi)星和天氣探空氣球觀測(cè)表明，地表以上8km大氣層氣溫全球平均每10年增加0.05±0.1C，而全球平均近地表氣溫增加0.15±0.05C。1.3雪蓋和冰川面積減少(1)衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示，雪蓋面積自20世紀(jì)60年代末以來(lái)很可能已減少了10%左右，而地面觀測(cè)表明，20世紀(jì)北半球中高緯的河湖結(jié)冰期年減少大約兩個(gè)星期。(2)20世紀(jì)非極區(qū)的高山冰川普遍退縮。(3)自20世紀(jì)50年代以來(lái)，北半球春夏海冰面積減少了大約10%?15%。最近幾十年，北極海冰厚度在夏末秋初期間可能減少了40%左右，冬季則減少緩慢。1.4全球平均海平面升高而且海洋熱容量增加(1)測(cè)潮數(shù)據(jù)表明，20世紀(jì)全球平均海平面升高了0.1?0.2m。(2)根據(jù)洋面下的溫度數(shù)據(jù)分析，自20世紀(jì)50年代后期以來(lái)，全球海洋熱容量一直在增加。1.5氣候的其它重要方面也發(fā)生了變化(1)北半球中高緯陸區(qū)的降雨在20世紀(jì)每10年增加了0.5%-1%，熱帶陸區(qū)每10年增加了0.2%?0.3%，亞熱帶陸區(qū)每10年則減少了0.3%左右。南半球的廣大地區(qū)則沒(méi)有發(fā)現(xiàn)可比的系統(tǒng)性變化;海洋上的降雨因沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù)而不能分析其變化趨勢(shì)。(2)20世紀(jì)后半葉，北半球中高緯地區(qū)的大暴雨事件發(fā)生頻率增加了2%?4%。(3)整個(gè)20世紀(jì),中高緯陸區(qū)上空的云量可能增加了2%左右,在多數(shù)地區(qū)這與觀測(cè)到的溫度日較差減少吻合。1995年以來(lái)，極端低溫事件的頻率有所減少，而極端高溫事件的發(fā)生頻率有較小的增加。與過(guò)去的100年相比，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，厄爾尼諾-南方濤動(dòng)事件更頻繁、持久且強(qiáng)度更大。1900—1995年，全球陸區(qū)嚴(yán)重的干旱和洪澇有相對(duì)較小的增加，在很多區(qū)域，這些變化主要受10年乃至數(shù)十年的氣候變化影響。在某些地區(qū)如亞洲和非洲，干旱的頻率和強(qiáng)度在最近數(shù)十年都有所增加。.6氣候系統(tǒng)的某些重要方面似乎沒(méi)有發(fā)生變化(1)地球的幾個(gè)區(qū)域在最近數(shù)十年沒(méi)有變暖，主要分布在南半球海洋的一些區(qū)域以及南極的部分區(qū)域(2)根據(jù)衛(wèi)星觀測(cè)，南極海冰面積自1978年以來(lái)沒(méi)有明顯的變化。(3)熱帶風(fēng)暴強(qiáng)度和頻率的全球變化主要受10年際及數(shù)10年際氣候變化的影響。(4)龍卷風(fēng)、雷電以及冰雹的系統(tǒng)性變化不明顯。人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體和氣溶膠持續(xù)改變大氣狀況并影響著氣候2.1人類活動(dòng)中產(chǎn)生的大氣溫室氣體濃度及其輻射影響繼續(xù)增加(1)大氣中的CO2濃度自1750年以來(lái)增加了31%。(2)在過(guò)去的20年中大約有3/4左右的人認(rèn)為：C02排放量是由于化石燃料的燃燒引起的，其它的是因?yàn)橥恋乩米兓斐傻摹?3)當(dāng)前，海洋和陸地合起來(lái)的吸收量是人為CO2排放量的一半。20世紀(jì)90年代陸地吸收的CO2很可能已超過(guò)土地利用變化排放的CO2量。過(guò)去20年，CO2濃度的增加率保持在每年1.5X10-6(0.4%);90年代，年增加率在0.9X10-6?2.8X10-6之間。1750年以來(lái)，大氣中CH4的濃度增加了1060X10-9(151%)，并仍在持續(xù)增加，目前的CH4濃度在過(guò)去的42萬(wàn)年中是最大的。1750年以來(lái)，大氣中N2O濃度增加了46X10-9,并仍在持續(xù)增加，目前的N2O濃度至少在過(guò)去的1000年中是最大的，大約1/3的N2O排放量是由人類活動(dòng)產(chǎn)生的。1995年以來(lái)，大氣中許多含碳?xì)怏w既破壞臭氧，又是溫室氣體，其濃度由于受到“蒙特利爾協(xié)議”及其補(bǔ)充規(guī)定的限制要么增加緩慢要么減少，而其替代物質(zhì)如CHF2Cl和CF3CH2F等也是溫室氣體,這些物質(zhì)的濃度卻在增加。從1750年至2000年，由于溫室氣體的增加引起的輻射強(qiáng)迫估計(jì)為2.43W/m2從1979年至2000年，平流層臭氧耗減估計(jì)產(chǎn)生-0?15W/m2的輻射強(qiáng)迫。(10)1750年以來(lái)，對(duì)流層臭氧總量增加了36%，主要與人類排放的幾種促使O3形成的氣體有關(guān)。2?2人類活動(dòng)產(chǎn)生的氣溶膠在大氣中的存在是短暫的，主要產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫(1)人類主要是通過(guò)燃燒化石燃料和生物物質(zhì)的活動(dòng)產(chǎn)生氣溶膠，這些活動(dòng)也與空氣質(zhì)量的下降和酸沉降有關(guān)。(2)自第二次氣候評(píng)估報(bào)告以來(lái)，在更好地表征不同種類氣溶膠的直接輻射強(qiáng)迫方面取得了顯著進(jìn)展。(3)更多的證據(jù)表明，除直接輻射影響外，氣溶膠還通過(guò)其影響云而產(chǎn)生間接影響，這種間接影響產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫。?3自然因子也產(chǎn)生小的輻射強(qiáng)迫(1)自1750年以來(lái)，由于太陽(yáng)輻射的變化導(dǎo)致的輻射強(qiáng)迫估計(jì)為+0?3W/m2。(2)火山噴發(fā)引起的平流層氣溶膠產(chǎn)生負(fù)的輻射強(qiáng)迫會(huì)持續(xù)數(shù)10年。幾次主要的火山噴發(fā)發(fā)生在1880—1920年和1960—1991年這兩個(gè)時(shí)間段。(3)上述兩個(gè)自然因子產(chǎn)生的氣溶膠導(dǎo)致的輻射影響在過(guò)去20年甚至40年中是負(fù)的輻射強(qiáng)迫。模式預(yù)測(cè)未來(lái)氣候能力的可信度增強(qiáng)復(fù)雜的基于物理過(guò)程的氣候模式目前還不能模擬氣候的所有方面，而且在處理云及其云輻射的氣溶膠相互作用方面尚存在不確定性，然而這些模式在提供未來(lái)氣候預(yù)測(cè)結(jié)果方面的可信度已經(jīng)提高。主要有以下方面:(1)增強(qiáng)了對(duì)氣候過(guò)程(包括水汽、海冰以及海洋熱傳輸過(guò)程)的理解及其與氣候模式的結(jié)合。(2)近期的一些氣候模式獲得了對(duì)現(xiàn)代氣候模擬的滿意結(jié)果，而無(wú)須再像過(guò)去的模式一樣對(duì)海氣界面進(jìn)行熱量和水汽通量的非物理性適應(yīng)。(3)包括自然和人為強(qiáng)迫估計(jì)的模擬結(jié)果再現(xiàn)了20世紀(jì)地表溫度大范圍變化的觀測(cè)事實(shí)。(4)關(guān)于ENSO、季風(fēng)和北大西洋濤動(dòng)的模式模擬的一些方面得到改進(jìn)。新的證據(jù)表明，過(guò)去50年觀測(cè)到的變暖事實(shí)主要由人類活動(dòng)引起(1)正如現(xiàn)代氣候模式預(yù)測(cè)的那樣，過(guò)去100年的變暖很可能是氣候自身的變化，過(guò)去1000年氣候數(shù)據(jù)的重建表明，這種變化可能完全由自然因素引起。(2)新的探測(cè)技術(shù)應(yīng)用和氣候變化影響因子研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)了過(guò)去35?50年氣候變化的人為因素影響。(3)單純考慮自然強(qiáng)迫的氣候模擬結(jié)果不能解釋20世紀(jì)后半葉的變暖問(wèn)題盡管目前對(duì)硫酸鹽氣溶膠的人為和自然因子的影響尚不能確定,但可確定過(guò)去50年由于人類活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體的增暖幅度。大多數(shù)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),在過(guò)去的50年里,由于溫室氣體的增加造成的增暖率與幅度的模擬結(jié)果與觀測(cè)事實(shí)具一定的可比性。進(jìn)一步考慮溫室氣體和硫酸鹽氣溶膠的模式,其模擬結(jié)果與這一時(shí)期的觀測(cè)結(jié)果一致。當(dāng)同時(shí)考慮自然因素和人為因素影響時(shí),過(guò)去140年的模擬結(jié)果和觀測(cè)結(jié)果非常吻合21世紀(jì)人類影響將繼續(xù)改變大氣組分5.1溫室氣體(1)化石燃料燃燒排放的C02仍然是大氣中C02濃度的主要影響因素。(2)隨著大氣中CO2濃度的增加,海洋和陸地吸收CO2的量卻在減少。(3)根據(jù)IPCC溫室氣體排放方案特別報(bào)告(SRES,這是在1992年通過(guò)的國(guó)際溫室氣體排放方案(IS92)基礎(chǔ)上修正的)中的排放方案,碳循環(huán)模式預(yù)測(cè)2100年大氣中CO2濃度(下同)可達(dá)到540X10-6?970X10-6,與1750年的280X10-6相比提高了90%?250%。改變土地利用類型可影響到大氣中的CO2濃度。非CO2的其它溫室氣體模式計(jì)算結(jié)果,2100年各溫室氣體濃度差別很大，CH4變化范圍為-90X10-9?+1970X10-9,N2O為+38X10-9?+144X10-9,整個(gè)對(duì)流層中的03為-1%?+62%,而HFCs、PFCs、SF6與2000年相比變化也很大。為了保持輻射強(qiáng)迫的穩(wěn)定,必須減少溫室氣體及控制溫室氣體的物質(zhì)排放。5.2氣溶膠SRES溫室氣體排放方案同時(shí)指出了人為氣溶膠是增加或減少，主要視化石燃料使用的程度及控制污染排放的政策;另外,由于氣候變化結(jié)果自然形成的氣溶膠(如海鹽、沙塵等)預(yù)計(jì)要增加。3 21世紀(jì)的輻射強(qiáng)迫對(duì)于SRES闡述的排放方案,溫室氣體引起的全球平均輻射強(qiáng)迫將繼續(xù)增加;C02引起的輻射強(qiáng)迫預(yù)計(jì)從2000年的1/2強(qiáng)增加到3/4;直接和間接的氣溶膠輻射強(qiáng)迫變化幅度估計(jì)要比C02的輻射強(qiáng)迫小些。6在所有SREC方案下，全球平均溫度和海平面預(yù)計(jì)會(huì)升高1溫度(1)全球平均表面溫度預(yù)計(jì)在1990—2100年間升高1.4?5.8°C。(2)溫度升高預(yù)計(jì)要比第二次評(píng)價(jià)報(bào)告中的預(yù)測(cè)結(jié)果大。(3)根據(jù)古氣候數(shù)據(jù),預(yù)測(cè)的增暖率要比20世紀(jì)觀測(cè)到的結(jié)果大得多。到2100年,氣候模式組在給定的方案下模擬的溫度變化范圍與單個(gè)模式在不同的方案下模擬的結(jié)果具有可比性。對(duì)于幾十年的時(shí)間尺度,當(dāng)前觀測(cè)到的增暖率可以用來(lái)約束給定溫室氣體排放方案下的預(yù)測(cè)結(jié)果。利用這一方法，根據(jù)IS92排放方案，未來(lái)幾十年人為產(chǎn)生的增暖率為每10年增加0?1?0?2C根據(jù)最近的全球模式模擬結(jié)果，幾乎所有陸區(qū)都比全球平均增暖更快，特別是北半球高緯度區(qū)的冷季。表面溫度的近期變化趨勢(shì)變得更像熱帶太平洋的厄爾尼諾現(xiàn)象，熱帶太平洋東部比西部暖和，因此導(dǎo)致降雨?yáng)|移。6.2降雨對(duì)于大多數(shù)的SRES方案，全球模式模擬的結(jié)果表明，21世紀(jì)全球平均水汽濃度和降雨預(yù)計(jì)要增加。21世紀(jì)后半葉，北半球中高緯和南極地區(qū)的冬季降雨增加，至于低緯度的陸區(qū)，既有區(qū)域范圍的增加，亦有區(qū)域范圍的減少。6.3極端事件與20世紀(jì)后半葉觀測(cè)到的事實(shí)相比，21世紀(jì)極端事件發(fā)生的可能性有增加和擴(kuò)大的趨勢(shì)。6.4厄爾尼諾(1)最近的預(yù)測(cè)顯示，未來(lái)100年厄爾尼諾強(qiáng)度有較少的增加或很少變化。(2)雖然厄爾尼諾變化較小或無(wú)變化，但全球增暖可能導(dǎo)致很多地區(qū)嚴(yán)重干旱和大暴雨事件的發(fā)生，并伴隨厄爾尼諾事件的發(fā)生、干旱和洪澇的危險(xiǎn)程度增加。6.5季風(fēng)與溫室氣體有關(guān)的增暖可能會(huì)引起亞洲季風(fēng)降雨的變化，季風(fēng)期和強(qiáng)度的變化取決于溫室氣體的排放方案6.6溫鹽環(huán)流多數(shù)模式顯示了海洋溫鹽環(huán)流的減弱，而這將導(dǎo)致北半球熱量向高緯度傳輸?shù)臏p緩。6.7雪冰(1)北半球雪蓋和海冰面積預(yù)計(jì)進(jìn)一步減少。(2)冰川和冰蓋預(yù)計(jì)繼續(xù)退縮。(3)南極冰蓋可能會(huì)因大的降水而得到補(bǔ)充,格陵蘭冰蓋卻因徑流增加超過(guò)降雨的增加而虧損。6.8海平面根據(jù)SRES方案，全球海平面預(yù)計(jì)1990—2100年將升高0?09?0.08m,這主要由于熱膨脹和冰川消融所致。第二次氣候評(píng)價(jià)報(bào)告依據(jù)IS92排放方案得到的預(yù)測(cè)結(jié)果為0?13?0.94m。本次觀測(cè)的溫度較第二次高,但海平面升高輻度卻較低,這主要?dú)w因于使用了改進(jìn)的預(yù)測(cè)模式。人類影響造成的氣候變化將持續(xù)上千年(1)性能穩(wěn)定的溫室氣體的排放對(duì)大氣組成、輻射強(qiáng)迫以及氣候構(gòu)成了持久的影響。(2)如果溫室氣體濃度穩(wěn)定在某一個(gè)值上,那么全球平均表面溫度仍將以每百年零點(diǎn)幾度的速率升高。(3)即使溫室氣體濃度穩(wěn)定在目前的水平上,全球平均表面溫度升高并進(jìn)而引起海平面升高預(yù)計(jì)要持續(xù)幾百年。冰蓋將繼續(xù)對(duì)氣候變化作出反映,并對(duì)海平面升高產(chǎn)生影響,即使氣候穩(wěn)定后也要持續(xù)幾千年。最新的冰蓋動(dòng)力學(xué)模式模擬指出，南極西部冰蓋在未來(lái)的1ka中可能會(huì)使海平面升高3m,但這一結(jié)果強(qiáng)烈地依賴于模式關(guān)于氣候變化方案、冰蓋動(dòng)力學(xué)以及其它參數(shù)的假設(shè)。為解決信息不足和過(guò)程理解不夠的問(wèn)題應(yīng)采取的進(jìn)一步行動(dòng)8.1系統(tǒng)性的觀測(cè)和氣候重建工作(1)扭轉(zhuǎn)全球范圍內(nèi)許多觀測(cè)網(wǎng)不足的局面。(2)支持和發(fā)展用于氣候研究的觀測(cè)基金,包括實(shí)施全球觀測(cè)一體化戰(zhàn)略,以提供精確的、長(zhǎng)期的、一致性的數(shù)據(jù)。(3)加強(qiáng)對(duì)歷史氣候階段的重建工作。(4)提高觀測(cè)溫室氣體和氣溶膠空間分布的能力。8.2模式與過(guò)程研究(1)增進(jìn)對(duì)導(dǎo)致輻射變化因子及其機(jī)理的認(rèn)識(shí)。(2)理解與表征氣候系統(tǒng)中重要的未知過(guò)程。(3)改進(jìn)定量研究氣候預(yù)測(cè)和方案不確定性的方法。改進(jìn)全球氣候變異、區(qū)域氣候變化和極端事件的全球或區(qū)域的氣候模式的集成研究。更有效地將物理氣候模式與生物地球化學(xué)模式結(jié)合起來(lái),并將人類活動(dòng)耦合到模式中。據(jù)IPCCWGI.ThirdAssessmentReport:SummaryoPolicymakers.2001.高峰孫成權(quán)曲建升編譯全球氣候變化下青藏公路沿線凍土變化響應(yīng)模型的研究

第23卷第1期2001年3月冰川凍土吳青柏1,2,李新1,李文君1(1.中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所凍土工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅蘭州730000;2.南京大學(xué)地球科學(xué)系,江蘇南京210093［摘要］:利用英國(guó)Hadley氣候預(yù)測(cè)與研究中心GCM模型HADCM2預(yù)測(cè)的氣溫變化背景,分別提取青藏公路沿線地區(qū)在2009年、2049年和2099年的氣溫參數(shù),考慮年平均氣溫和年平均地溫的關(guān)系及年平均地溫與海拔、緯度的關(guān)系模型、多年凍土下界分布模型和地溫帶分帶,建立青藏公路沿線多年凍土下界分布的響應(yīng)模型和多年凍土地溫帶的響應(yīng)模型.研究結(jié)果表明,2009年青藏公路沿線的凍土變化較小,多年凍土極穩(wěn)定帶、穩(wěn)定帶和基本穩(wěn)定帶僅發(fā)生微弱的變化,基本穩(wěn)定過(guò)渡帶和不穩(wěn)定帶變化較大,多年凍土逐漸退化;2049年青藏公路沿線多年凍土各地溫帶變化較大,但仍以基本穩(wěn)定過(guò)渡帶和不穩(wěn)定帶變化最大,多年凍土發(fā)生較大范圍的退化;2099年后青藏公路沿線凍土發(fā)生了很大的變化,多年凍土發(fā)生大面積的退化,融區(qū)面積逐漸增大,多年凍土地溫帶也發(fā)生了較大的變化,其中多年凍土上帶僅保留了穩(wěn)定帶,極穩(wěn)定帶全部消失,穩(wěn)定帶和基本穩(wěn)定帶全部轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定帶GCM模型預(yù)測(cè)的氣候背景表1青藏公路沿線GCM預(yù)測(cè)的氣溫Table1PredictedairtemperaturesGCMalongy氣候預(yù)測(cè)與研究中心的GCM模型y氣候預(yù)測(cè)與研究中心的GCM模型HADCM2〔11〕，這一海洋大本文中采用英國(guó)Had33_5°36cA0.7S1.4S3.64B0.650.611.99仁0.220.S62.7531；乜3.5°D0.740.762.56E0.690.S82.43F0.521.093.17緯度1e格網(wǎng)單元皿緲心小氣耦合型GCM模型具有目前連續(xù)性GCM模型的的最高分辨率，其空間分辨率在緯度方向上為25°，在經(jīng)度方向上為3 75°.HADCM2采用國(guó)際氣象組織推薦的30a(1961—1990年)氣候狀況為基線.HADCM2可提供30個(gè)氣候變量的預(yù)測(cè)結(jié)果.

青藏公路沿線多年凍土的響應(yīng)模型僅使用了HADCM2GHS〔12〕中的氣溫變量.對(duì)于2009年、2049年和2099年的定態(tài)預(yù)測(cè)結(jié)果,為了保證原采樣范圍內(nèi)的氣溫預(yù)測(cè)值不變,使用了最近距離內(nèi)插法，將青藏高原子區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)重采樣為0 5°X0 5°的格網(wǎng)，并與數(shù)字高程模型相配準(zhǔn)〔13〕.從青藏高原子區(qū)內(nèi)抽取青藏公路沿線兩側(cè)格網(wǎng)的氣溫預(yù)測(cè)值,如圖1和表1所示.氣溫變化結(jié)果，青藏公路沿線氣溫預(yù)測(cè)值從33 5°36°N區(qū)間內(nèi)，相對(duì)應(yīng)上述3個(gè)時(shí)期氣溫平均升溫幅度分別為0 46°C、078°C和253°C;從31°33 5°N區(qū)間內(nèi)，相對(duì)應(yīng)3個(gè)時(shí)期氣溫平88.25° 92° 97.25"圖1青藏公路沿線GCM模型預(yù)測(cè)氣溫的格網(wǎng)示意圖Fig.1Gridmapofairtemperaturepredicted刃GCMalongtheQinghai-TibetanHighway均升溫幅度分別為072°C88.25° 92° 97.25"圖1青藏公路沿線GCM模型預(yù)測(cè)氣溫的格網(wǎng)示意圖Fig.1Gridmapofairtemperaturepredicted刃GCMalongtheQinghai-TibetanHighway49年的氣溫升溫幅度接近.本文中青藏公路沿線的多年凍土響應(yīng)模型是以此氣候變化的背景為基礎(chǔ)多年凍土分布模型青藏公路沿線多年凍土具有強(qiáng)烈三向地帶性，其分布下界和年平均地溫均與海拔和緯度具有較好的相關(guān)關(guān)系.程國(guó)棟綜合了緯度地帶性規(guī)律，用高斯曲線對(duì)北半球高海拔多年凍土下界資料進(jìn)行擬合，得到了如下關(guān)系:H=3650exp[-0.003(L-25.37)2]+1428(1)式中：H為下界高度(m);L為緯度(°).根據(jù)青藏公路沿線實(shí)測(cè)年平均地溫〔1416〕，與海拔、緯度進(jìn)行線性多元回歸統(tǒng)計(jì)分析，得到了年平均地溫與海拔、緯度的關(guān)系〔17〕:TZ=68.827-0.00827H-0.927L(2)式中：TZ為年平均地溫；H為海拔高度(m)〕為緯度.通過(guò)多年凍土地溫帶模型與數(shù)字高程模型相互配準(zhǔn)偶合，使用基于格網(wǎng)的分析系統(tǒng)〔18〕，定量化生成青藏公路沿線多年凍土地溫帶的分布圖(圖2)因青藏公路沿線多年凍土區(qū)長(zhǎng)約750km，這里僅輸出西大灘到五道梁段的多年凍土地溫帶分布多年凍土分布響應(yīng)模型4.1多年凍土下界分布響應(yīng)模型由于多年凍土下界分布模型(1)能較好地反映青藏公路沿線的多年凍土分布，將該模型用于青藏公路沿線多年凍土分布對(duì)全球氣候變化的響應(yīng)作出預(yù)測(cè).然而，高程模型中沒(méi)有氣候分量，在利用此模型進(jìn)行多年凍土變化預(yù)測(cè)時(shí)，需作如下假設(shè)：氣候變化后，描述高海拔多年凍土分布的高斯曲線不發(fā)生變化;溫度升高1C，垂直地帶性按氣溫直減率上升相應(yīng)的高度，高海拔多年凍土下界也相應(yīng)上升同樣的高度，因此可以在氣候情景一氣溫升高△T和多年凍土下界上升△H之間建立關(guān)系：

△H=△TYx100(3)式中:Y為氣溫直減率；Y可取平均值為0 50 〔13〕.4.2多年凍土地溫帶響應(yīng)模型氣候轉(zhuǎn)暖后青藏公路沿線多年凍土地溫帶發(fā)生變化,帶界處年平均地溫升高,致使地溫帶的界線向海拔高處上移,各地溫帶分布面積產(chǎn)生變化氣候轉(zhuǎn)暖后青藏公路沿線多年凍土地溫帶發(fā)生變化,帶界處年平均地溫升高,致使地溫帶的界線向海拔高處上移,各地溫帶分布面積產(chǎn)生變化,同時(shí)多年凍土也要發(fā)生退化.多年凍土地溫帶響應(yīng)模型主要依據(jù):根據(jù)年平均氣溫與年平均地溫間的相關(guān)統(tǒng)計(jì)模型〔19〕:TZ=-(0.414exp(0.326Ta)-1)(4)表2氣候變化后年平均地溫的升高值Table2Raisingofmeanannualgroundtemperatureafterclimatechange年平均地溫/匸0.270.so2.940.770.943.07-5.0-3.01.011.292.411.281.362.47-3.0-1.50.670.841.520.830.8S1.56-1.5-0.501S0.300.800.290.330.82不閆時(shí)期地溫帶帶界處A耳值變化緯度(33.5°36°) 緯度(31°33.5°)2009菱2049匕2099蘭2009蘭2049蘭2099蘭<-5.0-0.50.0式中：TZ為年平均地溫；Ta為年平均氣溫，取絕對(duì)值.該方程在年平均氣溫為負(fù)值是有效的.根據(jù)年平均地溫與海拔、緯度間的多元回歸統(tǒng)計(jì)方程(2)，分析各地溫帶目前的空間分布規(guī)律.根據(jù)GCM氣候情景模型預(yù)測(cè)青藏公路沿線地區(qū)2009年、2049年和2099年百年尺度氣溫的變化(表1)，預(yù)測(cè)多年凍土地溫帶的變化特征.同時(shí)假設(shè)氣溫升高的結(jié)果直接引起多年凍土年平均地溫的升高，忽略青藏高原積雪對(duì)多年凍土的影響.根據(jù)上述假設(shè)和考慮的因素，用方程(4)計(jì)算出不同地溫帶界處氣溫升高后引起的地溫變化值厶TZ,并代入方程(2)后給出了多年凍土地溫帶響應(yīng)模型：TZ=69.873+△TZ-0.00827H-0.923L(5)式中:△TZ為氣溫變化引起的地溫升高值，其取值如表2所示5青藏公路沿線多年凍土變化根據(jù)GIS功能，使用IDRISI軟件，將數(shù)字高程模型和多年凍土響應(yīng)模型相配準(zhǔn)，獲得青藏公路沿線多年凍土地溫帶在GCM預(yù)測(cè)氣候背景下2009年、2049年、2099年的定態(tài)變化結(jié)果，如圖3a、b、c所示?同時(shí)為了便于分析，本文給出了西大灘至五道梁段多年凍土地溫帶的凍土相對(duì)面積變化圖(圖4).圖4表明氣候轉(zhuǎn)暖后各地溫帶面積變化較大，極穩(wěn)定帶、穩(wěn)定帶和亞穩(wěn)定帶隨氣溫升高，其空間分布面積逐漸減小，分布界線向更高的海拔高度遷移.百年尺度內(nèi)，極穩(wěn)定帶分布面積由現(xiàn)在的559%減小到2099年的065%，穩(wěn)定帶分布面積由現(xiàn)在的1632%減小到2099年的328%，亞穩(wěn)定帶由現(xiàn)在的255%減小到2099年的1743%.過(guò)渡帶、不穩(wěn)定帶隨著氣溫升高，空間分布面積在逐漸擴(kuò)大，過(guò)渡帶分布面積由現(xiàn)在的2285%增加到2099年的3101%,不穩(wěn)定帶分布面積由現(xiàn)在的108%增加到2099年的2746%.這也充分說(shuō)明了各地溫帶間受氣候轉(zhuǎn)暖的影響,正在發(fā)生轉(zhuǎn)化,極穩(wěn)定帶向穩(wěn)定帶轉(zhuǎn)化,穩(wěn)定帶向亞穩(wěn)定帶轉(zhuǎn)化,亞穩(wěn)定帶向不穩(wěn)定帶轉(zhuǎn)化,不穩(wěn)定帶處于長(zhǎng)期的多年凍土退化階段.如圖3所示,年平均氣溫在2009年升溫后,各多年凍土地溫帶未發(fā)生較大的變化,高溫多年凍土地段（地溫為-0.5-1.0°C）的范圍擴(kuò)大了，如楚馬爾河斷陷盆地、烏麗盆地、沱沱河斷陷盆地、開(kāi)心嶺山區(qū)、通天河盆地、溫泉斷陷谷地和桃爾久低山丘陵地段,不穩(wěn)定型多年凍土地溫帶將分別向北和向南推移，其他路段的地溫也有所升高，多年凍土上限埋深將加深.多年凍土北界和南界將分別向南和向北推移12km.多年凍土地溫帶上帶的面積有較大幅度的減少，中帶亞穩(wěn)定型多年凍土的面積也有較大的減少，而過(guò)渡帶、多年凍土地溫帶的下帶多年凍土面積開(kāi)始增加（圖4）.從2009年到2049年，年平均氣溫升高后，青藏公路沿線多年凍土各地溫帶面積僅有微弱的變化，原因是年平均氣溫變化幅度較少.然而，多年凍土繼續(xù)退化，多年凍土的南、北界均分別向北、向南推移23km.進(jìn)入2099年，氣溫升高幅度較大，青藏公路沿線的多年凍土將發(fā)生巨大的變化，多年凍土進(jìn)入了大范圍的退化階段，多年凍土南北界退化幅度相當(dāng)大，僅能保留高海拔的高山多年凍土，如昆侖山區(qū)高山的基巖區(qū)、五道梁高山區(qū)、風(fēng)火山高山基巖區(qū)和唐古拉山高山基巖區(qū)，其它路段的多年凍土將全部退化，變?yōu)榧竟?jié)凍土區(qū)，而保留的高山基巖的多年凍土將變成不穩(wěn)定型多年凍土.不穩(wěn)定型多年凍土地溫帶將向北和向南發(fā)生大范圍推移，推移距離可達(dá)幾十公里，高溫多年凍土路段范圍擴(kuò)大，并在高溫多年凍土路段中形成融區(qū)和島狀多年凍土區(qū)共存的多年凍土分布格局.而過(guò)渡型多年凍土50%將變?yōu)楦邷囟嗄陜鐾?，穩(wěn)定型多年凍土約70%80%將轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)渡型多年凍土，極穩(wěn)定型多年凍土面積劇烈減少.多年凍土南北界將發(fā)生大范圍的推移，多年凍土正在發(fā)生強(qiáng)烈的退化.氣候變化后，凍土過(guò)程和寒區(qū)環(huán)境都發(fā)生深刻的變化，如多年凍土退化、沙漠化形成、工程環(huán)境的破壞、對(duì)已有寒區(qū)工程建筑物的影響以及對(duì)擬建建筑物的影響等.對(duì)于青藏公路沿線來(lái)說(shuō)，氣候變化將引起公路沿線多年凍土退化、草場(chǎng)退化、沙漠化、工程環(huán)境的破壞、青藏公路的破壞.氣溫升高的直接影響凍土工程環(huán)境，對(duì)于正在運(yùn)營(yíng)的建筑物，將增大凍害的破壞強(qiáng)度和數(shù)量，而對(duì)于擬建的建筑物，這種不穩(wěn)定的寒區(qū)工程環(huán)境將增大建筑物設(shè)計(jì)原則的選取及凍土穩(wěn)定性的確定的難度，使寒區(qū)建筑物的工程設(shè)計(jì)面臨著較大的和詳細(xì)的研究工作量.6結(jié)論研究結(jié)果顯示，青藏公路沿線多年凍土下界、地溫帶模型能夠充分反映多年凍土的分布特征.GCM氣候情景模型是目前全球氣候變化預(yù)測(cè)模型中較好的模型之一，利用該模型預(yù)測(cè)氣候變化后得到的響應(yīng)模型是合理的.利用響應(yīng)模型來(lái)分析青藏公路沿線多年凍土變化可知，青藏公路沿線百年尺度多年凍土變化是相當(dāng)劇烈的，百年尺度多年凍土發(fā)生大范圍的退化，僅在昆侖山高山基巖區(qū)、五道梁高山基巖區(qū)、風(fēng)火山高山基巖區(qū)、唐古拉山高山區(qū)等,保留有亞穩(wěn)定帶型、過(guò)渡帶型、不穩(wěn)定型多年凍土.其余地帶均發(fā)生了退化.青藏公路沿線多年凍土的變化對(duì)工程建筑物產(chǎn)生較大的影響,大部分路段會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞,同時(shí)也要改變?cè)械亩嗄陜鐾羺^(qū)路基的設(shè)計(jì)原則.對(duì)未來(lái)擬建的青藏鐵路,必須慎重考慮百年尺度內(nèi)多年凍土的變化特點(diǎn),在含冰量較大的地段,必須采取一些保護(hù)凍土的原則,如通風(fēng)路堤、碎石路堤、熱樁等中國(guó)西部生態(tài)環(huán)境變化與對(duì)策建議2002年6月第17卷第3期地球科學(xué)進(jìn)展秦大河1,2,丁一匯2,王紹武3,王蘇民4,董光榮1,林而達(dá)5,劉春蓁6,佘之祥4,孫惠南7,王守榮2,伍光和8（1.中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所,甘肅蘭州730000;2.中國(guó)氣象局,北京100081;3.北京大學(xué),北京100871;4.中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所,江蘇南京210008;5.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,北京100081;6.水利部水利信息中心,北京100761;7.中國(guó)科學(xué)院西部行動(dòng)計(jì)劃領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室,北京100864;8.蘭州大學(xué),甘肅蘭州730000）中國(guó)科學(xué)院組織全國(guó)諸多部門的70余位科學(xué)家,在總結(jié)幾代科學(xué)家數(shù)十年的研究成果之基礎(chǔ)上,系統(tǒng)闡述了西部自然環(huán)境的演變過(guò)程,突出強(qiáng)調(diào)近50年人類活動(dòng)和全球變暖條件下的演變特征[1,2]。以政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的研究方法，采用20幾個(gè)全球大氣一海洋耦合模式和區(qū)域氣候摸式,預(yù)測(cè)了2010年、2030年和2050年中國(guó)西部地區(qū)未來(lái)氣候生態(tài)環(huán)境的可能變化趨勢(shì)即變化情景及其可能對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生的影響，同時(shí)對(duì)預(yù)測(cè)的不確定性也作了說(shuō)明。面對(duì)全球氣候發(fā)生明顯變化的今天，人類應(yīng)主動(dòng)適應(yīng)自然。西部地區(qū)要消除貧困、發(fā)展經(jīng)濟(jì)，必須合理規(guī)劃、通盤考慮、科學(xué)決策。要采取一系列適應(yīng)對(duì)策，改善生態(tài)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)，提高社會(huì)應(yīng)對(duì)氣候及其變化的能力，減少脆弱性，趨利避害，因地制宜采取措施，逐步實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境從惡性循環(huán)到良性循環(huán)的轉(zhuǎn)變。1氣候變暖與環(huán)境演變氣候變暖是一個(gè)全球性問(wèn)題，必然對(duì)西部環(huán)境產(chǎn)生較大影響。近百年中國(guó)氣溫上升了0?4?0.5°C，略低于全球平均的0?6°C[3,4]。但是中國(guó)西部，特別是西北（陜、甘、寧、新）變暖的強(qiáng)度高于全國(guó)平均值。氣候變暖帶來(lái)了一系列的環(huán)境演變。由于氣溫上升，冰川融化退縮，同100?300年前氣候較冷的時(shí)期相比，我國(guó)冰川面積已縮小17%。氣溫上升，蒸發(fā)量增加，使湖泊萎縮。近200年來(lái)新疆、青藏高原東部及云南的湖泊明顯收縮。近50年由于大量引水灌溉，入湖水量銳減，加劇了湖泊萎縮的趨勢(shì)。同時(shí),內(nèi)陸河流也有明顯萎縮、退化趨勢(shì)。工農(nóng)業(yè)用水量劇增,加速了內(nèi)陸河退化。如塔里木河、疏勒河、黑河、石羊河等大多數(shù)支流已與干流脫節(jié),流程縮短,僅在雨季干流才有地表水。再加上過(guò)量抽取地下水，使地下水位從20世紀(jì)50?60年代以來(lái)下降了十幾米到幾十米,低于維持綠洲生態(tài)的臨界水位,造成綠洲植被枯死、生態(tài)功能降低、土地退化。在氣候變暖的同時(shí)，西部一些地區(qū)降水量有增加趨勢(shì)。但由于西部大多屬于年降水量不足400mm的半干旱或干旱地區(qū)。降水量增加十幾至幾十毫米，不可能改變半干旱、干旱區(qū)的環(huán)境面貌。關(guān)于氣候變暖問(wèn)題，世界上大多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為20世紀(jì)，特別是最后50年的氣候變暖主要是人類活動(dòng)造成的。過(guò)去一個(gè)半世紀(jì)以來(lái)，由于人類活動(dòng)和工業(yè)化，大氣二氧化碳已增加31%，甲烷、氧化亞氮等也有所增加，其結(jié)果是近百年以來(lái)全球氣候變暖。由于這些氣體能在大氣中長(zhǎng)期存留，即使現(xiàn)在