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符淙斌:全球变化和亚洲季风

2007-9-14 08:16:34
来源:科学网 www.sciencenet.cn




谢谢王会军所长。各位专家、女士们、先生们下午好。我们大家都说地球是我们共同的家园,我们都希望我们有一个洁净的,安全的、富饶的地球。可是不幸的是我们现在地球环境的很多方面正在恶化。其中我们人类面临的最严峻的考验之一就是地球环境的变化正在加速!我现在举几个例子来看一看,这个图片刚才你们已经看到了,这是1880年全球平均温度的变化,可以看到有两次快速的增温,其中上一次增温是在上个世纪20到40年代,它增温的幅度是0.3度;第二次是1980年以来的最近的这一次增温,增温幅度达到了0.6度,可以看到增温的速度扩大了一倍,还可以看到从上世纪80年代以来,全球陆地的干旱面积也增加了两倍之多。

大气里面有三种主要的物质,二氧化碳、甲烷,一氧化氮;二氧化碳浓度的变化最近十年与前一时期相比增长的速率增加了30%,我们地球表面的森林和草原,特别是热带雨林遭受了严重的破坏,这张图是全球亚洲、非洲和拉丁美洲三个热带雨林破坏最严重的地区,它以每年2.2的速率在递减。这样环境的变化主要是什么原因呢?现在大家的观测的和研究结果证明是我们人类在推动的环境加速的变化;过去一百年世界上的人口增加了大约四倍,谷物的产量只增加了两倍,能源的消耗增加了六倍,工业产值增加了四十倍等等,今天人类社会和经济活动之广和强度之大,已经足以开始对整个地球气候和生态产生显著的影响。

我们就气候变化为例,这是用数学模型模拟的近百年来地球温度的变化,其中有全球的、有全球陆地的和全球海洋的,黑线是我们观测到的实际近百年来地球温度的变化,我们可以清楚的看到近百年来地球变暖的情况;红色的是考虑了人为和自然两种共同模拟的结果所得出的结果,所以说人类活动在近百年的地球气候变暖,特别是最近五十多年快速变暖中间的作用是非常明显的。现在随着科学技术的高速发展,高速的计算机、地球遥感观测系统、各种各样的卫星,以及各种不同分辨率的数学模型使得的我们人类已经具有这种能力能够完整的来理解地球系统整体的行为,正是在这样的基础上人类提出了两个非常重要的概念,第一个叫做人类圈、第二个叫人类纪,他们进一步阐明了人类在地球变化中的突出作用。

这是地球系统的结构图形,我们可以看到在传统的意义上地球系统有五大圈,大气圈、水圈、岩石圈,冰冻圈和生物圈。地球人类圈的概念是把人类单独的从生物圈中分离出来,这样的人类圈它既是生物圈的一个组成部分,又追寻自然系统的规律,它这样对整个地球系统产生重要的影响。第二个是人类纪的概念,这是著名的诺贝尔化学奖得主(英文)先生得出的结论;这样一个人类纪的概念确定了人类在全球变化中的核心地位,人类已经成为地球核心变化的主要驱动力,不再是被动的来适应地球环境的变化,而是主动的要调整自己的行为,包括生活方式、消费模式等等,从而把地球未来的运用掌握在我们自己的手里。

下面讲在这样一个广阔的地球系统中有一个非常重要的部分就是所谓季风亚洲区,什么是季风亚洲区呢?季风亚洲就是以季风气候为主要特征的特定的地理单元,这里几乎所有的社会和经济活动都依赖于季风气候和它的变化。季风气候直接影响我们这个地区的水资源、空气质量,以及各种各样的灾害发生,和间接影响农业、工业以及人类健康和生态系统结构、功能等等。季风亚洲另外一个非常重要的特点,它是目前世界上人类活动最强烈的地区之一,这个地区养育着57%以上的世界人口,是世界上人口密度最大的地区之一,这个地区最近几十年以来高速的工业化、城市化和强化农业,使得亚洲成为温室气体,黑炭气熔胶和其他炭物排放增长速度最快的地区。

我们现在看一些例子,这是从1980年以来不同的发达和不发达地区,特别突出了美国、中国、印度等主要国家排放量的变化。黑碳排放量的分布,亚洲最大地区可以达到每年十个百万吨的碳,这是土地覆盖状况的变化,这是中国科学家根据卫星遥感信息重建的,在1990年以前和1990年以后的土地和植被覆盖状况的变化,可以看到几乎80%以上的土地覆盖正在发生非常显著的变化。亚洲地区淡水资源严重缺乏、水污染严重,亚洲水资源占有量只有全球平均的一半还不到,其中中国只有三分之一左右,所以淡水资源严重不足也是非常严峻的问题。第二是水的污染,据统计在印度70%地下水已经被污染了,在我们中国54%以上的河流是属于严重污染。

下面来看一看这么严重的人类活动是不是有可能对亚洲的季风系统产生影响呢?第一个例子是污染物对气候的影响,这张图是根据十次观察到的十年的黑炭气溶胶的含量,左边这张图是模拟降水率的变化,右边是近五十年降水趋势,可以看到黑炭气溶胶含量的变化可能跟我们这几十年来所观测到南涝北旱的特征有关系的。

第二个例子是东亚植被的破坏是不是有可能影响季风的气候?这是一张从公元11世纪以来植被的变化,绿颜色的是森林变成农田,蓝颜色的是草原变成沙漠或者半沙漠,黄颜色的是把沙漠变沙漠;我们中国科学家对11世纪农业作物面积不断扩大,自然植被不断破坏和我们卫星所观察的结果所得出的结果,左边有偏北的现象,右边也是偏北的现象,冬季风增强,东亚气候干冷。

正是在这样一个群体之下我们提出了一个所谓广义季风系统的概念,在这个基础上发现了季风亚洲区域性研究的科学计划,计划的核心是把季风系统不是单纯看成传统气象学的物理学,在考虑了人类影响情况下季风系统应该是一个物理、化学、生物和社会过程的耦合系统,这样一个科学思想得到国际科学界的认可,计划的目标是加深对季风区域人类和自然过程中间相互作用,及其与地球系统连续的认识,为战略方针制订提供科学基础。要回答的问题是到底亚洲季风系统在人类引起的土地、水和空气变化的状况下能不能适应下去?季风系统的变化是否将会是的亚洲社会变得更加的脆弱?季风亚洲的变化将对全球产生什么样的影响?

我这里要想强调的是在季风亚洲地区有四个非常重要的地带,一个是海岸带,亚洲地区是世界上海岸线最长的地区,同时又受到季风气候的影响。再有亚洲的海岸带处于多种形式的强烈的人类活动的综合作用之下,因此我们要关注非常重要的科学问题是在全球环境变化的条件下,哪些是影响海岸带陆地和海洋资源快速变化的决定因素,人类社会应当如何应对?第二个是山地带,以青藏高原为中心的亚洲高山带,对全球气候有重要的影响,第二高山带又是亚洲主要河流的发源地,现在已经证明全球气候变暖对冰川有直接的影响,进而影响这个地区的水资源和生态系统。

半干旱带对自然和人为的干扰非常敏感,这个地区又是严重的缺乏水资源,另外它又是沙尘暴最主要的一个源地之一,一个非常重要的科学问题是未来这个地区将会发生什么样的变化?最后一个是城市带,城市带是亚洲地区具有非常特色的地带,因为据估计到了2005年全球有27座一千万以上的人口,其中15座是在亚洲,而城市带是大多数污染物的主要来源,同时城市化又是社会发展的产物,又是它的推动力。我们关注的科学问题是城市景观的变化和污染物的排放对气候、生态系统、农业和人类健康的主要影响是什么?

为了开展季风亚洲区域的研究,我们关注的两个重要内容,一个要在关键区多科学协同强化观测,第二是要发展包括物理、化学、生物和社会过程的地球系统模型,这是我们正在筹建中的包括四大三角州的强化观测系统和干旱带的观测系统以及青藏高原的重点观测系统。这是我们正在发展中的亚洲区域地球系统模型框架,这个模型跟过去所有的气候模型不同的是包含了社会和经济模块。我们要把社会经济的因素考虑在季风系统的发展之中。

最后我想用这句话结束我的发言,今天我们地球环境的变化正在加速,并且把地球系统推进到一种新的状态,这种状态在地球的历史上是找不到相似型的,这正是人类面临的最紧迫的挑战。谢谢大家。(据千龙网直播)