全球變暖的效應(yīng)
全球變暖的效應(yīng)
全球變暖的效應(yīng)極有可能是因?yàn)樗腥祟惢顒佑幸饣驘o意的破壞了原本正常的地球環(huán)境,且尚未停止對地球環(huán)境有害的各式行為,及綜合各項(xiàng)原因?qū)е鲁霈F(xiàn)這樣的情況。
氣象
氣溫上升可能會導(dǎo)致降水的增加不過對于暴風(fēng)雨的影響就不這么顯然。熱帶風(fēng)暴的形成部分取決于溫度“梯度”,而后者可能由于北半球極地的升溫幅度高于其他部分而被減弱。
崔(Choi)和費(fèi)什爾(Fisher)在《氣候變化(Climate Change)》第58卷(2003)149頁中預(yù)測到,每增加1%的年降雨量就會使災(zāi)害性風(fēng)暴造成的損失擴(kuò)大2.8%。
極端氣象
政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC)的第三份年度評估報告《2001氣候變化》指出“缺乏有力的證據(jù)以顯示熱帶和溫帶風(fēng)暴的特征有所改變。”不過最近有一些有限的證據(jù)顯示風(fēng)暴的強(qiáng)度正在加大,比如伊曼努爾(Emanuel 2005)衡量颶風(fēng)密度的“能量消耗指數(shù)”。在世界范圍內(nèi),達(dá)到四級或五級的颶風(fēng)——表示風(fēng)速大于每秒56米——的比例從1970年代的20%上升到1990年代的35%。而由颶風(fēng)帶到美國的降水在二十世紀(jì)中增加了七個百分點(diǎn)。
持續(xù)不斷惡劣天氣的高風(fēng)險并不意味著惡劣天氣比正常天氣日要多得多的,相反,有證據(jù)表明惡劣天氣和適度的降水日都增加了。
斯蒂芬·姆瓦基夫旺姆巴(Stephen Mwakifwamba)作為國家能源、環(huán)境和技術(shù)中心的協(xié)調(diào)人撰寫了坦桑尼亞政府遞交給聯(lián)合國的氣候變化報告。他說在坦桑尼亞氣候變化正在發(fā)生中,“過去,我們每十年才會發(fā)生一次干旱,現(xiàn)在我們根本不知道它什么時候發(fā)生,他們發(fā)生的太頻繁了,而且緊跟著就是洪水。氣候越來越難以預(yù)測,我們也許在五月就會發(fā)生洪水或者三年就來一次干旱。以前丘陵高地是沒有蚊子的,現(xiàn)在也有了。地下水位每天都在降,對農(nóng)民來說降雨來的總是不是時候,這也引起了很多其他問題”。
美國科羅拉多玻爾得市的蒸發(fā)量一直在持續(xù)增長
當(dāng)氣候變得更溫暖,蒸發(fā)量將會增加。這可能導(dǎo)致更多的降水以及侵蝕,并且在更為脆弱的熱帶地區(qū),特別是非洲,可能會加劇去森林化所導(dǎo)致的沙漠化。許多科學(xué)家認(rèn)為全球變暖的發(fā)展可能導(dǎo)致了更多的極端氣象的產(chǎn)生。IPCC的第三份年報中稱:“……21世紀(jì),全球平均水蒸氣濃度以及降水量預(yù)期將會增加。至21世紀(jì)下半葉,北半球的中高緯度以及南極洲的冬季降水量很可能會增加。在低緯度會出現(xiàn)降水量地區(qū)性的增加,而在陸地區(qū)域上則將減少。在大多數(shù)地區(qū),降水量年與年之間的變動很可能將會拉大,同時平均降水量增加?!?/span>
極端氣象造成的損失正在快速地增長。英國保險業(yè)者協(xié)會(Association of British Insurers,ABI)稱限制碳的排放將有助在2080年以前將預(yù)計(jì)的熱帶氣旋增加所帶來的年度損失減少80%。這種損失還可能因?yàn)樵跒?zāi)害高發(fā)地區(qū)如海岸和沖積平原上進(jìn)行建筑而進(jìn)一步升高。ABI還宣稱對于不可避免的氣候變化所造成的影響,如果能夠采取必要的措施加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié),如建造更結(jié)實(shí)耐用的建筑以及改進(jìn)抗洪設(shè)施將能在長期有效地節(jié)約開支。
改變區(qū)域氣候平衡
首次在南大西洋出現(xiàn)的颶風(fēng)卡塔琳娜,2004年襲擊了巴西
世界冰川面積從十九世紀(jì)以來已經(jīng)減少了50%。目前在安第斯山、阿爾卑斯山、喜馬拉雅山和落基山的冰川的消失速度還在迅速提高。冰川的損失不僅直接造成了山體滑坡、山洪暴發(fā)以及冰川湖的外溢,同時也增加了河流年度內(nèi)流量的起伏變化。冰川日益融化使得夏季冰川變小,這種現(xiàn)象在許多地區(qū)都能被觀察到。在高降水的年份冰川可以留住這些水,因?yàn)榻笛└采w在冰川上可以保護(hù)冰不會融化為水;而在溫暖或干燥的年份,冰川則會融化釋放出多余的水來彌補(bǔ)降水的不足 ,因此冰川是江河水量的調(diào)節(jié)者。
在北半球,北冰洋的南部地區(qū)(大約400萬人居住于此)在過去的50年間溫度已經(jīng)上升了1至3攝氏度。加拿大、阿拉斯加和俄羅斯的一些永久凍土帶已經(jīng)開始融化,這有可能破壞該地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng),土壤中的細(xì)菌活性提高將導(dǎo)致該地區(qū)由碳元素的存儲地(carbon sink)變?yōu)樘荚氐尼尫旁础R豁?xiàng)對于東西伯利亞的研究(發(fā)表在《科學(xué)》上)表明,它的南部正在逐漸消融,導(dǎo)致1971年來接近11000個,即11%的湖泊的消亡。同時,西西伯利亞正在處于它永久凍土層的初階段融解,這個過程正在創(chuàng)造新的湖泊,同時可能有大量的甲烷——一種額外的溫室氣體——被釋放入大氣。
颶風(fēng)曾被認(rèn)為是一種純粹的北大西洋現(xiàn)象,在2004年4月,第一次有颶風(fēng)在南半球的大西洋形成,并以144公里/小時的風(fēng)速襲擊了巴西;監(jiān)控范圍因此可能需要向南拓展1600公里。
海洋
海洋是氣候系統(tǒng)中重要的一個組成部分,由于海洋的體積巨大,比熱也很大,它對于環(huán)境變化的反應(yīng)較遲緩,但同時也更為深遠(yuǎn)。
海平面上升
隨著全球溫度的升高,海洋水的體積將會膨脹。同時,陸地上冰川以及極地的冰蓋融化也將注入大量的液態(tài)水。如果氣溫增加1.5~4.5°C,海平面將上升15至95厘米(IPCC 2001)。
自從18000年前上一個冰期高峰以來,海平面已經(jīng)上升了120多米。6000年前已經(jīng)達(dá)到今日海水的容量,而自3000年前至19世紀(jì)初,海平面基本維持恒定,每年上升約0.1至0.2毫米;而自從1900年,這一速度上升到1–2毫米/年;TOPEX/Poseidon 的衛(wèi)星高程表顯示了自1992年每年3毫米的上升速度。
水溫升高
1950年代至1980年代間,環(huán)南極的南大洋水溫升高了0.17°C,速度幾乎是全世界海洋平均值的兩倍。水溫的升高影響了生態(tài)系統(tǒng)(如,海冰的融化影響了在其底部生長的海藻),同時降低了海洋吸收二氧化碳的能力。
酸化
地球上的海洋吸收了許多生命活動所釋放的二氧化碳,這一過程以氣體溶解的方式進(jìn)行,或者以海洋微生物的骨骼的形式沉入海底成為白堊或石灰石。目前,海洋的吸收量約為每人每年一噸的CO2,據(jù)估計(jì)自1800年以來海洋已經(jīng)吸收了幾乎一半的人類活動所釋放的CO2(即一千二百億噸的碳)。
但是在水中,二氧化碳會變成碳酸,一種弱酸。工業(yè)革命以來溫室氣體的排放已經(jīng)使海水的平均pH值下降了0.1,達(dá)到了8.2。據(jù)預(yù)測,進(jìn)一步的排放可于2100年前將其再下降0.5,這是數(shù)百萬年來從未達(dá)到的數(shù)值。
有人已經(jīng)觀察到海水酸化可能對珊瑚(1998年以來,世界上已有16%的造礁珊瑚因?yàn)榘谆F(xiàn)象而死亡)以及帶有碳酸鈣貝殼的海生生物造成的致命影響。酸度的增加也能夠直接影響到魚類的生長與繁殖,以及它們賴以生存的浮游生物。
熱鹽循環(huán)的終止?
北大西洋海水流動示意圖
有一種學(xué)說認(rèn)為全球變暖可能通過關(guān)閉或者減緩大洋的熱鹽循環(huán)從而導(dǎo)致北大西洋局部的降溫,使得當(dāng)?shù)仄骄鶜鉁叵陆?,或升溫較少。它影響的范圍包括斯堪的納維亞以及英國,因?yàn)樗鼈兌际鼙贝笪餮笈鞯募訙?。這一變化的可能性仍不確定,有一些證據(jù)表明墨西哥灣流以及北大西洋暖流有減弱的跡象。然而,現(xiàn)在仍無跡象表明歐洲北部或附近的海域有降溫的趨勢,而現(xiàn)實(shí)情況恰恰相反。
熱帶的熱量大部分是經(jīng)由大氣向兩極傳遞的,但它也可以通過洋流來輸運(yùn),熱的水流靠近表面而冷水流位于深層。這一循環(huán)的典型例子是墨西哥灣流,一個風(fēng)驅(qū)的環(huán)流圈,將熱水從加勒比海帶向北方。灣流的一個向北的分支,北大西洋暖流是熱鹽循環(huán)的一個環(huán)節(jié),將熱量進(jìn)一步朝北帶往北大西洋,在那里加熱了整個西北歐。北大西洋海水的蒸發(fā)以及水溫下降同時導(dǎo)致了鹽分的增加(相對鹽度),從而使表面的水密度增大。同時,海冰的形成也進(jìn)一步濃縮了海水中的鹽分。因此較重的表面海水向下沉降,而同時向南方潛行。全球變暖可能造成如格陵蘭冰蓋的融化、降水量增加、特別是西伯利亞河流的增強(qiáng),從而使得注入北方海洋的淡水量增加。然而現(xiàn)在尚不清楚增加的淡水量是否足夠切斷熱鹽循環(huán)——環(huán)境模型給出了否定的結(jié)論,不過研究還在繼續(xù)。
根據(jù)NASA探路者衛(wèi)星高程表從1992年5月至2002年6月的數(shù)據(jù),箭頭表示速度變化的趨勢,顏色表示變化的程度。注意到紅色箭頭的方向與上圖的海流方向正好相反,佐證了循環(huán)的減緩。來源:NASA
有些人甚至擔(dān)心全球變暖會重現(xiàn)上一個冰期中發(fā)生的一種溫度大幅度突變的現(xiàn)象:一系列的丹斯果-奧什格爾事件(Dansgaard-Oeschger events)。這是一種氣候的快速起伏,可能源于高緯度淡水流量增加而導(dǎo)致的熱鹽交換的停止。新仙女木事件(Younger Dryas)可能也是這類情況。然而,據(jù)信這些事件是由勞倫太德冰蓋(Laurentide)融出的大量淡水而導(dǎo)致,而非全球變暖所引致極地融化的海冰或是降水量變化所產(chǎn)生的淡水。另外,在大氣海洋循環(huán)耦合模型中,熱鹽交換趨向于減弱而非中斷,并且即使在歐洲的小范圍內(nèi),變暖的趨勢也要強(qiáng)于降溫的勢頭:因而IPCC第三份年報指出“即使在熱鹽交換減弱的模型中,歐洲仍然呈升溫的趨勢”。
2004年4月,對于美國衛(wèi)星數(shù)據(jù)的回顧分析似乎顯示出灣流的北方回旋,北大西洋環(huán)流的減弱,因而關(guān)于灣流將被截斷的假說受到了有力的支持。
2005年5月,彼得·瓦德漢姆(Peter Wadham)向《時代》周刊報道了一項(xiàng)在北冰洋冰層下進(jìn)行的深海探測的結(jié)果,這次探測旨在測量致密的冷水所形成的巨型水柱,它們由溫暖的表面水取代而沉向水底,構(gòu)成了北大西洋暖流的動力之一。他和他的隊(duì)伍發(fā)現(xiàn)這些水柱幾乎已經(jīng)消失。正常情況下應(yīng)該存在七至十二條巨大的水柱,而他只發(fā)現(xiàn)了兩條,并且都極為微弱。
2005年末的布萊頓測量報告
新科學(xué)家(NewScientist.com)新聞機(jī)構(gòu)于2005年11月30日報道說英國國家海洋學(xué)中心發(fā)現(xiàn)從墨西哥灣流所北行的溫暖海流比1992年的上次測量數(shù)據(jù)要減少了30%。作者稱目前所觀察到的變化“令人別扭地接近”測量的不確定范圍。然而,北大西洋卻比上次測量更熱。這表明要么循環(huán)并沒有減弱,要么它沒有理論預(yù)期中降溫的效果,或者存在別的更有壓倒性的因素使得降溫?zé)o法實(shí)現(xiàn)。
“新科學(xué)家”的文章基于哈里·布萊頓(Harry L. Bryden)等人于2005年12月1日發(fā)表在《自然》(第438卷,第655-657頁)的一篇文章。在同一期的《新聞與視點(diǎn)》專欄中,德特列夫·夸德拉塞爾(Detlef Quadrasel)重申了布萊頓等人的結(jié)果不確定性很高,但他還稱,有其它因素和觀察確實(shí)支持了他們的結(jié)果。夸德拉塞爾接著指出可能的后果的嚴(yán)重性,他援引古氣候?qū)W記錄,顯示了海洋循環(huán)當(dāng)達(dá)到某個閾值而轉(zhuǎn)變的事件曾經(jīng)在十?dāng)?shù)年間將氣溫降低了多達(dá)10°C。他總結(jié)道,更深入的觀察和模型十分關(guān)鍵,這樣可以對循環(huán)可能的災(zāi)難性的終止提供早期預(yù)警。
2005年12月6日,伊利諾伊大學(xué)香檳分校大氣科學(xué)教授麥克·施萊辛格帶領(lǐng)的研究小組稱“熱鹽循環(huán)的停止曾經(jīng)被認(rèn)為是高危低概率的事件。我們的分析,雖然還有不確定的成分,顯示出它是高危高概率的事件。”這仍是一個基于未發(fā)表的研究的少數(shù)人的觀點(diǎn)。
2006年1月19日,一則冠名“氣候變化:源于海洋的變化”,由奎林·希爾邁爾(Quirin Schiermeier)撰寫的新聞出現(xiàn)在《自然》雜志(第439卷,第256-260頁)上,詳細(xì)敘述了對布萊頓結(jié)果的回應(yīng),包括以下幾點(diǎn):
這個結(jié)果對實(shí)地工作的科學(xué)家是一個意外。
模型給出的結(jié)論是足夠終止熱鹽循環(huán)的淡水增加量在數(shù)量級上要大于目前預(yù)計(jì)出現(xiàn)的情況,并且這種增加似乎在最近數(shù)百年內(nèi)不太可能達(dá)到關(guān)鍵的程度,這與布萊頓的測量很難調(diào)和。
如果他們的結(jié)果是正確的,那么熱鹽交換減弱可能不會帶來預(yù)期中的歐洲降溫的顯著效應(yīng)。
雖然之前的循環(huán)停止(如新仙女木事件)引起了降溫,但目前的總體氣候完全不同;特別是由于全球變暖的影響,海冰的形成不如從前活躍。
然而,熱鹽循環(huán)的中斷可能會帶來其他重要的后果,例如:大洪水和風(fēng)暴的增加、浮游生物儲備的危機(jī)、熱帶或阿拉斯加和南極出現(xiàn)的暖化或降雨變化。
生態(tài)系統(tǒng)
上升的氣溫已經(jīng)開始影響生態(tài)系統(tǒng)。歐洲和北美的蝴蝶已經(jīng)將它們的活動范圍向北移動了200公里,植物跟隨其后,而大型動物的遷移受到城市和公路的阻礙,沒有這么迅速。在英國,春季蝴蝶比二十年前要提前平均6天出現(xiàn)。在北極,哈德遜灣的結(jié)冰期比三十年前要縮短了三個星期,這干擾了北極熊的生存,因?yàn)樗鼈儫o法在陸地上捕食。
兩份2002年發(fā)表于《自然》(第421卷)的研究調(diào)查了科學(xué)界關(guān)于最近動植物區(qū)域或季節(jié)習(xí)性的改變的研究。對于最近出現(xiàn)變化的物種而言,有五分之四將其活動區(qū)域向兩極或高緯度遷移,出現(xiàn)了“難民物種”。青蛙的產(chǎn)卵、花的開放以及鳥的遷移平均每十年提前2.3天。一項(xiàng)2005年的研究結(jié)論稱人類活動使溫度上升及所導(dǎo)致的物種習(xí)性改變的原因,將這些后果和氣候模型的預(yù)測相比較的結(jié)果支持了這些論斷。甚至青草第一次出現(xiàn)在南極大陸上。
森林面臨潛在增加的火災(zāi)的威脅。北美的被燒毀的北部森林的10年平均值,在數(shù)十年內(nèi)一直穩(wěn)定在一萬平方公里左右,而自從1970年以來逐漸升高到每年超過二萬八千平方公里。
生態(tài)生產(chǎn)力
平均氣溫以及二氧化碳的增加可能在某時刻起具有促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的效果。在大氣中,二氧化碳比起氧氣來說相當(dāng)稀少(0.03%對比21%),這種二氧化碳的稀缺在光呼吸過程中十分明顯,因?yàn)槎趸挤浅H狈?,氧氣得以進(jìn)入植物的葉綠體中,占據(jù)卡爾文循環(huán)中二氧化碳本來應(yīng)該占有的位置。這使得形成中的糖類被破壞,阻礙了生長。衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示北半球的生產(chǎn)率自從1982年來已經(jīng)有了增長(然而很難將這種增長歸因于某個特殊因素)。
IPCC的模型預(yù)期CO2的高濃度只能在一定程度上推動植物群落的生長,因?yàn)樵谠S多地區(qū)水或營養(yǎng)是限制性的因素,而非CO2或是溫度;在那之后,溫室效應(yīng)及升溫將會繼續(xù),但不會再有生長上的反饋。
瑞士樹蓋高程觀測項(xiàng)目進(jìn)行的一項(xiàng)研究表明,在高CO2濃度下,緩慢生長的樹種只能在短期內(nèi)得到生長的推動,而長期的獲益者是藤類等快速生長的植物。一般而言,特別是在雨林中,這意味著藤類將成為占優(yōu)勢的物種;而由于生長周期很短,它們所積聚的碳很快就會因?yàn)楦Φ姆纸舛匦禄氐酱髿庵?。相反的,緩慢生長的樹木可以將空氣中的二氧化碳固化數(shù)十年。
冰川消融
北瀑的劉易斯冰川,該地區(qū)五個完全消融的冰川之一。
在歷史上,冰川在1550年至1850年小冰期間有所增長;隨后直到1940年代,隨著氣候的回暖,全球的冰川開始回退。然而在1950年到1980年間世界范圍內(nèi)發(fā)生了輕微的全球降溫,在許多地方冰川后退的趨勢有所減緩或是被逆轉(zhuǎn)。自從1980年來,冰川的后退開始變得越來越快,并且越來越普遍,其程度甚至已經(jīng)對許多冰川的存在造成了威脅。這個過程自1995年來變得如此顯著,以至于出現(xiàn)用塑料覆蓋奧地利阿爾卑斯冰川以減緩融化的異事。山地冰川的后退,特別是在西北美、法蘭士約瑟夫地群島、亞洲、阿爾卑斯、印度尼西亞、非洲以及南美洲的熱帶和帶地區(qū)從19世紀(jì)末起已經(jīng)提供了對全球溫度升高的持續(xù)的數(shù)值記錄。許多冰川的消融引起了人們對當(dāng)?shù)匚磥硭Y源問題的重視。右圖所顯示的是北瀑劉易斯冰川(Lewis Glacier, North Cascades)在1990年融化殆盡后所攝,它是47條北瀑冰川之一,其余所有都在消退中。
雖然接近人類社會并且對后者有重要的影響,中低緯度的山地冰川只占全球冰儲量的很小一部分。大約99%的冰都位于極地和亞極地的南極和格陵蘭冰蓋中。這些連續(xù)的、大陸尺度的冰層厚達(dá)3千米或更多,罩在極地的陸地上。就像從一片巨大的湖泊流出的眾多河流一樣,有許多注出冰川將冰蓋邊緣的冰帶入海洋。
在這些注出冰川中也觀察到了回退的現(xiàn)象,導(dǎo)致冰川流速的增加。在格陵蘭島上,2000年以來已經(jīng)出現(xiàn)數(shù)個長期以來一直維持穩(wěn)定的巨型冰川的后退。人們已經(jīng)研究了三個冰川:黑爾海姆(Helheim)、雅各布港(Jakobshavns)以及康格爾隆薩克(Kangerdlugssuaq)冰川,加起來總共排放格陵蘭16%的冰蓋。1950年代至70年代的衛(wèi)星圖像以及航拍照片顯示冰川的前端在十?dāng)?shù)年間一直維持在原先的位置。然而2001年它開始快速地后退,在2001年和2005年間共回退了7.2公里,流速從20米/天增加到32米/天。西格陵蘭的雅各布港冰川(Jakobshavn Isbr?)是公認(rèn)的世界流動最快的冰川,它至少從1950年就持續(xù)地以大于24米/天的速率流動,而保持著穩(wěn)定的前端。在2002年中,12公里長的浮動前端開始進(jìn)入快速后退的階段。冰面前端開始斷裂,而瓦解出的浮動端加速至每天30米的后退速度??蹈駹柭∷_克冰川后退的加速度甚至更大,主干的一部分,在1988年—2001年的流速為15米/天,而在2005年夏天達(dá)到了40米/天;冰川的前端也出現(xiàn)了后退,并且迅速地削薄了100多米。
衛(wèi)星照片顯示雅各布港冰川在01-03年間的加速后退
冰川的后退以及加速同樣出現(xiàn)在西南極冰蓋的兩條主要注出冰川上,注入阿蒙森海的松樹島(Pine Island)冰川每年變薄3.5 ± 0.9 m,并在3.8年內(nèi)后退了五公里。冰川的終端,一個浮動的冰架,其浮動的端點(diǎn)每年后退1.2公里。這個冰川已經(jīng)排出西南極冰蓋大量的存量,被稱為這塊冰蓋柔軟的小腹(薄弱點(diǎn))。同樣的變薄模式在臨近的特懷特(Thwaites)冰川也非常明顯。
進(jìn)一步的變暖效應(yīng)
有些全球變暖的效應(yīng)能夠引起進(jìn)一步的變暖,成為一種正反饋。
碳循環(huán)的反饋
現(xiàn)有一些預(yù)測和證據(jù)顯示全球變暖可能導(dǎo)致地面生態(tài)系統(tǒng)釋放出碳,使得大氣中的CO2含量進(jìn)一步升高。一些氣候模型顯示21世紀(jì)的全球變暖可能由于碳循環(huán)的這種反饋而被加速。最強(qiáng)的這一反饋來自于北半球高緯度亞寒帶針葉林土壤呼吸作用的增強(qiáng)。特別有一個模型(HadCM3)揭示了南美熱帶降水的顯著減少導(dǎo)致亞馬遜雨林的消失從而引起的次級碳循環(huán)反饋的可能。雖然各個模型對于地面碳循環(huán)反饋的強(qiáng)度意見不一,但是它們都證實(shí)了正反饋的可能性,即對全球變暖的加速作用。
《自然》2005年9月的一篇文章稱,對于英格蘭土壤的觀察發(fā)現(xiàn)它們在過去的25年間正以每年四百萬噸的速度流失碳,文章的作者貝拉米(Bellamy)等人稱這一結(jié)果不似土地使用的變化所致。通過將結(jié)果外推到整個英國,他們預(yù)計(jì)每年流失的碳有一千三百萬噸。這同英國在《京都議定書》框架內(nèi)每年減少的碳排放量大致相當(dāng)(1270萬噸)。
森林火災(zāi)
全球溫度的升高可能導(dǎo)致更頻繁、更大范圍的森林火災(zāi)的發(fā)生,它們將釋放出遠(yuǎn)超過自然碳循環(huán)能夠吸收的碳貯備,同時也減少了地球上現(xiàn)有的森林覆蓋面積,形成了一個正反饋。不過另一個反饋機(jī)制是由于溫度的上升導(dǎo)致替代林的快速增長以及森林向北的遷徙,因?yàn)楸狈降臍夂驅(qū)⒏m宜森林生長。因此燃燒如森林等可再生能源的活動是否能夠作為全球變暖的因素,這還是一個問題。
后果
經(jīng)濟(jì)
除了極端氣象造成的直接損失之外,全球變暖還有其他經(jīng)濟(jì)上的效應(yīng)。
農(nóng)業(yè)的衰退
長期以來,人們希望全球變暖能夠?qū)r(nóng)業(yè)產(chǎn)生積極的效果,因?yàn)槎趸荚诠夂献饔弥邪缪萘酥匾淖饔?,特別是在阻止光呼吸上。而光呼吸對數(shù)種作物的破壞負(fù)有責(zé)任。在冰島,溫度的上升已經(jīng)使得大麥的廣泛種植成為可能,而這在二十年前是不可想象的。一些變暖的效應(yīng)起因于來自加勒比海的洋流的局部波動(可能是暫時的),它也影響了魚類的儲備。
雖然在一些地區(qū)可以預(yù)見局部的受益(如在西伯利亞),但最近的研究證實(shí)在全球范圍內(nèi)這是一個負(fù)面的影響?!案蠓秶膶?shí)驗(yàn)顯示,天氣溫度的升高、更長時間的干旱及其二者的副作用,如近地臭氧氣體的高濃度,將可能在未來的數(shù)十年內(nèi)帶來農(nóng)作物的根本性的減產(chǎn)。”
此外,可能遭受最不利影響的地區(qū)就是非洲。不僅因?yàn)樗牡乩項(xiàng)l件使得它特別脆弱,并且因?yàn)樗?0%的人口都依賴于自然降水灌溉的農(nóng)業(yè)。坦桑尼亞對于氣候變化的官方報告中指出通常每年有兩個雨季的地區(qū)將可能得到更多,而那些只有一個雨季的地區(qū)將接受更少得多的降雨。預(yù)期的凈效果將是當(dāng)?shù)氐闹魇秤衩椎漠a(chǎn)量減少33%。
保險業(yè)
一個直接受風(fēng)險沖擊的行業(yè)就是保險業(yè)。自1960年以來,重大自然災(zāi)害的數(shù)量已經(jīng)翻了三倍,保險損失實(shí)質(zhì)增加了十五倍(對通貨膨脹進(jìn)行調(diào)整后)。根據(jù)一項(xiàng)研究,最糟糕的災(zāi)難中有35-40%與氣候變化有關(guān)(ERM, 2002)。在最近三十年間,全球受氣候相關(guān)災(zāi)難影響的人口比例已線性增長到原來的兩倍,從1975年的約2%上升到2001年的4%(ERM, 2002)。
英國保險業(yè)者協(xié)會宣稱“氣候變化不是未來幾代要面對的遙遠(yuǎn)問題,它已經(jīng)以各種形式存在,影響著保險業(yè)者的生意?!彼€指出氣候因素造成的家居和財產(chǎn)風(fēng)險每年增加2-4%,并宣稱英國的風(fēng)暴和洪水損失已經(jīng)在1998年-2003年間翻倍至超過六十億英鎊,相較于前一個五年來說。結(jié)果為保險金的上漲,并且在某些地方洪水災(zāi)害險對一些人來說將可能無法承擔(dān)。
在美國,保險損失也大幅增加,不過根據(jù)一項(xiàng)研究,這個增長主要是因?yàn)榇嗳醯暮0兜貐^(qū)人口和財產(chǎn)的增加。(Science, 284, 1943-1947)
交通
溫差增大,道路、機(jī)場跑道、列車線、管路(包括輸油管、污水管、食水管),將更容易損壞,需要更頻密的維修、替換。在含永凍土的地區(qū),更可能出現(xiàn)沉降。
洪水
因?yàn)樵谶^去便于海上貿(mào)易,今日世上許多大都市都位于沿岸。由于全球變暖令海水水位升高,這些城市可能要為海岸防衛(wèi)投入巨大資源。各國的風(fēng)險不同,孟加拉、荷蘭等低地國首當(dāng)其沖,或須付出巨大資源來預(yù)防水浸。
在發(fā)展中國家,由于泛濫平原既是豐沃的農(nóng)地,也是廉價的住地,窮人往往定居于彼。這些泛濫平原上的民居常缺乏堤壩、水浸預(yù)警系統(tǒng)等基建,居民也常缺乏保險、儲蓄、貸款等財務(wù)支援,協(xié)助他們在水災(zāi)后重建家園。
移民
一些太平洋島國,如圖瓦盧正在面對一個全體撤離的可能性,因?yàn)閷τ诤樗牡挚箍赡軐λ麄儊碚f過于昂貴。圖瓦盧已經(jīng)同新西蘭就分階段遷移有了一個專門的協(xié)定。
在1990年代有些不同的預(yù)測將環(huán)境難民的總數(shù)定在約兩千五百萬(對難民的官方定義里面只有躲避的一名,而沒有包括環(huán)境移民)。IPCC預(yù)計(jì)2050年將存在一億五千萬環(huán)境難民,主要由于海岸線洪水、河岸侵蝕以及農(nóng)業(yè)破壞。這個數(shù)字代表了2050年預(yù)計(jì)人口數(shù)100億的1.5%。
西北航道
融化中的北極冰層可能在夏天開辟出一條西北航道,將歐洲和亞洲之間的航線距離縮短9000公里。這對巨型油輪關(guān)系巨大,因?yàn)樗鼈兊捏w積過于龐大,不能通過運(yùn)河,因此目前只能繞行南美最南端。根據(jù)加拿大冰面監(jiān)控部門(Canadian Ice Service)的數(shù)據(jù),加拿大東部北極群島的總冰量在1969年至2004年間減少了15個百分點(diǎn)。
經(jīng)濟(jì)發(fā)展
全球變暖的綜合效應(yīng)將特別危害到那些沒有能力減輕這種效應(yīng)的國家和人民。這將抵消經(jīng)濟(jì)增長和消滅貧窮的努力,并使得千年發(fā)展目標(biāo)(Millennium Development Goals)的實(shí)現(xiàn)變得更困難。
2004年10月,氣候變化及發(fā)展工作小組(Working Group on Climate Change and Development),一個發(fā)展和環(huán)境非政府組織間的協(xié)調(diào)組織,發(fā)表了一份關(guān)于氣候變化對發(fā)展的影響的報告。這份報告以及2005年7月的報告預(yù)計(jì)了降雨的減少及嚴(yán)峻的氣候?yàn)?zāi)害所導(dǎo)致的饑餓和疾病的上升,特別是在非洲。它們將極大地影響到相關(guān)人群的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
環(huán)境
全球變暖的間接證據(jù)——雪覆蓋的減少、上升的海平面、氣候變化——提供了全球變暖的后果的一些例子。它們說明,全球變暖不僅將影響人類的生活,同時對生態(tài)系統(tǒng)也造成極大的影響。全球溫度的上升表示生態(tài)系統(tǒng)將改變,一些種類將被迫離開它們的棲息地,甚至被滅絕,而另一些可能更為繁榮。只有極少數(shù)的地面生態(tài)區(qū)域能夠遠(yuǎn)離這種影響。
增加的二氧化碳當(dāng)達(dá)到一定程度后將增加生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,但當(dāng)考慮到氣候變化造成的其他方面的影響后,這一變化的后果仍未可知。此外,生物量的單純增加未必是件好事,因?yàn)榧词挂恍〔糠址N類的繁榮昌盛,也無法抵消生物多樣性的減少。
缺水
全球海面上升造成淡水污染的威脅,將影響海岸地區(qū)的飲用和灌溉用水。蒸發(fā)作用的增加使得水庫的作用減少。極端氣象的上升致使更多的水降落在變硬而無法吸收它們的泥土上,造成更多猛烈的洪水,而沒有起到潤濕土地或恢復(fù)地面水位的應(yīng)有效果。在一些地區(qū),殘退的冰川威脅到了水的供應(yīng)。
更高的溫度降需要更多的水以作降溫之用。
在薩赫爾地區(qū),在過去的30年間年降水量已觀察到有平均25%的減少。
健康
氣溫升高的直接效應(yīng)
升高的氣溫對死亡率由兩個方向相反的直接作用:冬天更高的氣溫將減少寒潮造成的死亡,而夏天更高的溫度將增加熱量引發(fā)的死亡。這些變化的分布顯然有分化,帕魯?shù)倏品颍≒alutikof)等人計(jì)算得出平均溫度升高一度在冬天減少的死亡要超過夏天造成的增加,結(jié)果是每年平均死亡率減少7000。
2003年8月一場熱浪襲擊了歐洲,造成正常死亡率之上22,000–35,000的死亡(Sch?r及Jendritzky, 2004)。有90%的確定性說2003年歐洲夏天的災(zāi)害至少有一半是人類活動的影響(Stott等,2004)。
還有科學(xué)家撰文,稱平均溫度每上升攝氏一度,每年美國即會增加24,000宗謀殺,原因是體熱上升使人更加暴燥。(New Scientist, 11/5/02, review of Body Heat by Mark Blumberg.)
疾病的傳播
全球變暖令瘧疾等傳染病的傳病媒介能夠更廣泛地散布。在貧窮國家,傳染病的感染宗數(shù)可能因此上升;在富裕國家,這類傳染病可能已為抽干澤地、噴灑殺蟲劑等手段所消除和控制,國民健康未必會因此而受損,但防疫措施的花費(fèi)可能會因此而大大增加,帶來經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。
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