人类活动成为全球变暖的主因

2007年2月2日,联合国政府问气候变化专门委员会(IPCC)在经过4天的讨论后,发表了《第四次气候评估报告》梗概.这份长达20页的报告梗概综合了数千份研究成果,是迄今为止对全球变暖问题最权威的科学报告.专家们在报告梗概中指出,经过对全球大气平均温度、海洋平均温度、冰川和积雪融化的观测以及对全球海平面的测量等已证实,全球气候正在变暖.专家们预测说,从现在开始到2100年,全球平均气温的"最可能升高幅度"是1.8℃～40℃,海平面升高幅度是18 cm～59 cm,而造成这一趋势的原因"很可能"即至少有90%的可能是人类活动.     

未来海平面变化及其对社会的冲击

由于全球气候变暖、冰川融化、海水增温及热膨胀等因素的影响，未来全球海平面上升不可避免。大量研究表明，到２０２５、２０５０和２１００年时，全球海平面平均上升量分别为４．７５～４２ｃｍ、２２．９５～８７ｃｍ和６０—２６６ｃｍ。未来全球海平面上升对社会的冲击主要表现在：全球气候变化、海岸地区被动淹没、海岸侵蚀、生态及生境变迁、海洋及大陆资源枯竭．、温湿地丧失、风暴潮及洪涝灾害、盐水侵入、环境污染、港口功能减弱、海岸抗灾能力降低、趋势性水位抬升等。未来全球海平面上升可能导致人类居住的地球的第二次突变．     

近期气候变化研究的一些最新进展

气候变化是当前国际上的热点问题之一,尤其是IPCC-AR4以来的全球气候及其影响如何变化更为引人瞩目.本文综述了近年在Science和Nature等国际杂志上刊登的涉及全球气候变化研究如辐射强迫、温室气体、气溶胶、海水和海平面、温度和降水、南北极地区等的最新研究成果和研究动态,对全球变化及其相关学科的研究以及即将发布的IPCC第五次评估报告具有重要的参考价值.     

晚古生代大冰期碳-水循环回顾与展望

晚古生代大冰期(360～260 Ma)是地球上自动植物繁盛以来持续时间最长的冰期事件,记录了陆地自有高等植被和复杂陆地生态系统以来,唯一的一次从“冰室气候”向“温室气候”的转变.针对晚古生代大冰期的研究大多聚焦于全球碳循环以及冰川性海平面变化等方面,对大冰期的水循环研究相对较少,并且其主要基于气候模拟研究结果.随着单颗粒锆石精确测年技术的应用,高精度的综合地层框架使得冈瓦纳中高纬度地区冰川消长与低纬度地区沉积记录、生物多样性与演化及各种全球地球化学记录建立时序关系,为研究地球循环系统和反馈机制提供了基础条件.目前,对晚古生代大冰期碳同位素变化趋势已有较好认识,存在3次显著的碳同位素正漂事件,依次为杜内中期、巴什基尔早期和阿瑟尔早期,并且在时间上与冈瓦纳大陆识别的3次冰川高峰吻合.在宾夕法尼亚亚纪卡西莫夫末期发生了一次短暂的碳同位素负漂事件,引起显著的全球变暖和海洋缺氧.冰川体积与古热带区域气候动态在天文轨道周期尺度至1～8个百万年的冰期-间冰期时间尺度上都具有耦合关系.在各种时间尺度上,晚古生代大冰期地球表层系统各个圈层之间的反馈过程都非常复杂.因此,今后需在高精度综合地层框架下,开展...     

飓风成因 众说纷纭

温室效应、臭氧层空洞、冰川融化等等,这些自然界的现象表明,我们的地球正在经历着一场巨大的气候变化,而这些变化对人类的影响已经越来越明显地展现出来,比如去年发生在东南亚国家的海啸和最近袭击美国新奥尔良的飓风.由于飓风增强的同时,海平面也在持续上升,因此大部分科学家都将其原因归咎全球变暖的结果,而责任则在于人类的经济活动.     

新元古代雪球地球事件与地幔超柱活动

新元古代时期是超大陆裂解、低纬度冰川发育和多细胞生物繁衍的重要阶段,涉及全球性的古板块运动、气候变迁、生命演化等一系列跨学科重大科学问题,已经成为近年来国际地球科学研究的热点和前沿.其中关于超大陆裂解的起始时间和持续时间、裂谷岩浆活动性质和热液蚀变强度、水-岩反应与低18O岩浆成因的古气候意义、超大陆演化与气候突变之间的关系等,是当前地球科学界十分活跃并得到迅速发展的研究领域.新元古代中期与超大陆裂解有关的地幔超柱作用及其衍生的大规模裂谷岩浆活动,可能在启动全球性冰川、引起局部地区间冰川和终止雪球地球事件三个方面,对雪球地球事件的形成和演化都发挥了非常重要的作用,是地质历史上"冰"与"火"之间相互作用的典型范例.     

基于CMIP5多模式结果评估人类活动对全球典型干旱半干旱区气候变化的影响

基于CMIP5多模式的历史试验(考虑所有驱动因子)以及单因子强迫气候归因试验结果,评估了温室气体、气溶胶、土地利用及所有人类活动对全球典型干旱半干旱区气候变化的影响.结果表明,所有人类活动和温室气体强迫会引起全球陆地显著增温,特别是由温室气体强迫引起的北半球中高纬地区近60年的增温幅度几乎是历史变化的2~3倍,气溶胶的降温效应则对近60年来的全球变暖具有明显的抑制作用,土地利用在大多数干旱半干旱区具有微弱的降温作用.所有人类活动和温室气体强迫会使大多数陆地及干旱半干旱区的降水增加,而气溶胶和土地利用的影响则存在明显的区域差异和不确定性.近60年,中国北方干旱半干旱区的气温和降水变化受人类活动的影响最为显著.基于集合经验模态分解(EEMD)的结果,大多数地区气温和降水的年代际和多年代际变化特征均是所有人类活动综合作用"同步叠加"在自然变化之上的一种结果;其中,气溶胶在大多数地区显著促进温度的多年代际变化,土地利用在澳大利亚地区则起到明显的抑制作用;对降水的多年代际变化而言,气溶胶的贡献相对比较突出,而温室气体和土地利用对全球降水的多年代尺度特征有明显的促进作用.     

地球在呻吟——聚焦全球气候变暖

气候变暖毫无争议 IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)在2008年2月2日发表的第四份气候变化评估报告梗概中指出,对全球大气平均温度、海洋平均温度、冰川和积雪融化的观测,以及对全球海平面的测量等已证实,全球气候正在变暖.     

地球在呻吟——聚焦全球气候变暖

气候变暖毫无争议IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)在2008年2月2日发表的第四份气候变化评估报告梗概中指出,对全球大气平均温度、海洋平均温度、冰川和积雪融化的观测,以及对全球海平面的测     

新元古代岩浆活动与全球变化

新元古代时期是超大陆裂解、低纬度冰川发育和多细胞生物繁衍的重要阶段, 涉及全球性的古板块运动、气候变迁、生命演化等一系列跨学科重大科学问题, 已经成为近年来国际地球科学研究的热点和前沿. 其中关于成冰系顶底界时限和冰川活动年龄、超大陆裂解的起始时间和持续时间、中国不同陆块的演化历史及其在超大陆构型中的位置、裂谷岩浆活动性质和热液蚀变强度、水-岩反应与低18O岩浆成因的古气候意义、超大陆演化与气候突变之间的关系等, 是当前中国地球科学界十分活跃并得到迅速发展的研究领域. 目前国内在这些领域已经取得了一些突出进展, 同时也提出了许多重要问题亟待解决: (1) 成冰系底界时限是800~820 Ma还是760~780 Ma? (2) 华南在超大陆构型中位于澳大利亚的东南还是印度的北边? (3) 古元古代至太古宙年龄是否能够作为区分华南与华北地壳的有效标志? 从现有资料来看, 新元古代超级地幔上涌事件在华南表现为显性岩浆活动, 而在华北则表现为隐性岩浆活动. 新元古代中期与超大陆裂解有关的地幔超柱作用及其衍生的大规模裂谷岩浆活动, 可能在启动全球性冰川、引起局部地区间冰川和终止雪球地球事件三个方面, 对雪球地球事件的形成和演化都发挥了非常重要的作用.     

7000m处冰芯的初步研究

冰川是自然界在特殊环境下的特殊创造物,也是过去环境变化最可靠、最保真的天然档案馆.因此,从冰川中揭示过去环境变化的冰芯研究成为环境研究的前沿热点领域.科学家已通过南、北极冰芯研究,阐明了过去40万年(南极)和30万年(格陵兰)以来气候环境变化特征.但科学家们在试图通过南、北极冰芯解释全球气候环境变化机制时,遇到了挑战.这就是没有中纬度地区的冰芯研究作桥粱,两极地区的冰芯研究就不能很好地在全球尺度上联系起来,也就难以最终解决全球气候环境变化的机制问题.青藏高原是中纬度冰芯研究最理想的地区.青藏高原的冰芯研究可以在全球…     

喜马拉雅冰川消融加剧

因人类温室气体排放加剧导致的全球变暖正在改变着我们生活的地球的气候。近来人们不断听到从南极和北极传出的千年冰架崩解、融化的消息,而喜马拉雅地区冰川的逐步消融让人感受到威胁正在迫近。也许有人觉得遥远的喜马拉雅冰川融化并不影响我们的生活,可能情况确是这样,但是因此而促发的一系列事件一旦发生,如海平面上升、水资源匮乏、物种繁衍周期打乱等,人类就几无退路了。本刊本期特选登了两篇与此主题相关的文章,也是期望有更多的人关注气候变化,关注我们的生存环境。     

如何减缓全球变暖

译者按全球变暖现已成为举世关注的严重问题.联合国环境规划管理署警告说,地球表面温度在不断上升,其上升幅度是近1万年来所未有的.本世纪80年代的平均气温比19世纪80年代高出了0.7摄氏度.去年是100多年来最热的一年,地球平均气温达15.5摄氏.世界气象组织预言,全球变暖趋势将继续下去,下世纪将是5万年来最热的100年.专家们认为,如果人类不积极采取有效的措施来减少温室气体的排放,任凭全球变暖趋势发展下去,势必带来至少以下几种可预见的危害:①海平面上升.许多岛国将因此从地球上消失,而位于大陆上的一些国家的部分沿海地区也将被海水淹没.②粮食减产.全球变暖会导致干旱和土地沙漠化并使农田耕作条件恶化.第三世界国家绝大多数是农业国,因此它们是全球变暖的最大受害者.③疾病蔓延,气候变暖可能会使由昆虫传播的几种主要疾病(包括疟疾)蔓延.造成全球变暖的主要原因是温室效应,而造成温室效应的主要气体走CO_2、甲烷和氯氟碳等,其中尤以CO_2的危害最大.发达国家排放的温室气体量最大,因此反对全球变暖负主要责任,理应率先采取措施降低CO_2等温室气体的排放量.但要想全面解决全球变暖问题需要全球合作,这就是为什么将今年的世界环境日的主题定为"气候变化——需要全球合作"的原因.但是,减缓全球变暖是一个牵涉面很广的极其复杂的问题,它涉及不同国家的、民族的、政治经济利益集团的不同利益,而且与它们的政治、经济、科学技术和社会发展的状况密切相关,不断变化.因此,要想达成一项关于气候变化的全球性的总协定是很难做到的.本文针对这一举世关注的难题,提出了制订气候变化总协定必须符合的两种基本标准,即政治上的可接受性和长期的灵活性;并提出了制订这一协定可以考虑的五种不同的结构类型,从而为制订这一协定提供了理论依据,指明了方向.争论     

全球温暖化与海平面上升

海平面因全球温暖化在近一世纪内平均上升了10～25cm.影响海平面上升的最主要因素是海水的热膨胀和冰川融化.海洋的热膨胀过程虽然缓慢,但却有明显的滞后效应,使得温室效应完全消失后海平面还会以相当的速率持续上升.南极西部冰盖在历史上有过完全消融,并使海平面上升5～6 m的经历,它的稳定性是未来海平面是否会在短时期内大幅上升的关键.多数学者认为,如果温室气体排放没有得到有效的控制,下一世纪海平面上升的幅度将在30～60cm之间,此后情况可能会更糟.海平面上升对人类社会、经济与环境的负面影响极大,我国拥有18 000km的海岸线,对此应有清醒与超前的认识.     

亚洲古季风变率和机制的洞穴石笋档案

洞穴石笋气候档案具有深海沉积等长尺度记录和树轮日历年两种不同气候载体的特征,开启了研究轨道尺度、千年尺度和年际气候变化三者联系的新窗口.本文主要回顾了近20年来亚洲季风区石笋的高精度定年和气候代用指标等研究进展.精确定年的石笋气候序列为米兰科维奇"轨道假说"解释低纬气候变化奠定了基础,并有可能深入了解突变气候事件的驱动机制.在此基础上,讨论了目前学术界普遍关心的"中国石笋d~(18)O信号解释"问题,认为在千年尺度以上,石笋同位素序列反映了季风气候控制下的干/湿变化过程.跨越中布容事件的石笋记录有可能联系低纬岁差尺度水文循环与高纬冰盖过程,将冰盖、季风、温室气体和生物地球化学过程置于高精度年代框架下,研究其驱动与响应关系.最后指出,精确定年的石笋气候序列有可能成为大陆同位素气候层型,并在解决当代全球变暖机制问题上发挥重要作用.     

水循环的地质演变:研究现状与关键问题

由大陆-海洋-大气之间水的3种相态(固态-液态-气态)相互转换和位移构成的水循环,是地球气候系统的主要过程之一.太阳辐射量在地球表面分布不均匀,是地表水循环的基本驱动力.水循环与碳循环密切关联,是气候系统演变中的两条主线.不同时空尺度的水循环和碳循环受天文、地质和生物因素以及它们之间相互作用的控制,揭示水循环地质演变过程及其与气候变化之间的关系,可为了解当今水文气候变化提供宝贵启示.通过水循环地质演变研究现状回顾,提出如下5个科学问题应在未来予以重点关注:(1)雪球地球时期的水循环;(2)植被起源和演化对水循环的影响;(3)深时热带辐合带(inter-tropical convergence zone, ITCZ)的演变与水循环;(4)暖室期地下水与海平面变化;(5)深时水循环中的氧同位素示踪.同时建议我国未来亟须加强的4个研究方向:(1)深时冰室期向暖室期转变中的水循环;(2)深时水循环与生态系统演变;(3)深时水循环研究方法的发展;(4)深时水循环与长周期地球系统演变的数值模型.     

欧洲探彗卫星借火星成功变轨

大约25000年前，经过艰难跋涉，人类首次从亚洲来到北美洲（这片大陆当时被巨大的冰原和冰川覆盖，这些勇敢的先行者可能是乘船或是沿着海岸迁移的）这样更容易找到食物和藏身之处。然而对考古学家而言，一个最大的问题就是．随着冰川的消融，海平面的上升淹没了这些人类早期迁徙活动的蛛丝马迹。如今，考古学家正和海洋地质学家一道．在墨西哥湾的水下寻找着相关线索。     

生态系统对全球变暖的响应

以温暖化为主要特征的全球气候变化对生态系统产生了深刻影响,是21世纪人类社会最为严重的挑战之一.作为地球表层的重要组成部分,生态系统是人类生存和发展的物质基础,其对全球气候变化的响应直接影响着地球和人类社会的未来.因此,生态系统对全球变化的响应成为全球变化科学的研究前沿和热点.全球温暖化会引起植物个体水平上生理生态过程的变化,也会改变种群、群落和生态系统水平上物种组成和结构的变化,最终可能引起一个地区生态系统类型的改变,并导致其生态系统功能发生转变.同时,生态系统的这种改变又会对全球变化产生反馈作用,减缓或者加剧气候变化的发生.由于地球表层系统的复杂性,对生态系统与全球变暖的相互关系进行深入持久的研究显得十分必要.     

黄土与古土壤磁组构测定在重建冬季风风向上的初步应用

黄土高原粉尘物质的搬运、沉积过程与来自中高纬度地区的季风密切相关.在第四纪时期,由于高纬度地区的冰期条件变化(如大陆冰盖的厚度与范围等)可对西伯利亚-蒙古高压的强度和位置起很大程度的控制作用,从而导致冬季风的风力和风向作相应的改变.重建冬季风的演化历史将有助于我们深入理解在全球变化的背景下,东亚地区气候变化的动力机制.     

中国冰冻圈变化对海平面上升潜在贡献的初步估计

最新研究表明, 2003年以来冰冻圈已成为海平面上升最主要的影响因素, 其中山地冰川和冰帽的贡献量最大. 分析中国冰冻圈融水总量的估算结果, 并粗略估计中国冰川区降水, 大致推断中国冰冻圈对海平面上升的潜在总贡献量为0.14~0.16 mm a^-1, 其中主要为冰川贡献量, 约为0.12 mm a^-1. 在冰川贡献中, 外流河流域冰川融水补给对海平面的贡献则仅为0.07 mm a^-1, 占全球山地冰川和冰帽贡献量的6.4%.