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1、第18卷第4期大气科学Vol.18,N0.41994年7月SCIENTIAATMOSPHERICASINICAJuly1994全球变化的主要科学问题叶笃正符涂斌,(中国科学院大气物理研究所北京100080)提要,,本文概要地介绍了全球变化国际研究计划发展的现状论述了它的科学目标从地球系统维持和运行机制变化规律以及人类对环境的影响等方面分析了需要进一步研究的主要科学,。问题指出了实现全球变化研究目标的关键措施关键词:;。全球变化地球系统科学一引吉、甲娜卜J,。,自地球诞生之日起它的环境就在不断变化在人类出现
2、之前这种变化纯粹是受。,,,自然推动力支配的例如近百万年来冰期和间冰期交替出现其周期大约为10万。,年现在普遍认为此种周期是地球轨道参数(黄道偏心率黄赤交角和岁差)的周期性。变化的结果[l],。自人类诞生之日起人类就开始干预了地球环境的演变过程当然在初始时期人类。,对环境的干预是微不足道的然而在古罗马时代地中海大部分森林已被破坏叭在中,。国黄土高原的森林大约在春秋战国后期已大部分被破坏l3]人类活动开始显著地影响。,,。生态环境但是直到工业革命以前这种影响还只是局部的,。,随着人类社会的发展人类对环境的影
3、响日益增长早在1972年联合国召开了“”,。,著名的人类环境大会号召各国政府关注环境问题但是当时的注意力还仅限于一,。个国家和一个地区的问题其学科范围主要限于地球科学的各个分支,、今天人类对全球环境问题的严重性复杂性以及人类自身对环境影响程度的认识。。达到了一个新的高度全球环境问题已成为人类社会持续发展的一个中心议题、、(l)人类赖以生存的环境是由大气圈水圈陆圈和生物圈组成的地球系统的整体。,行为在这几个圈的非常复杂的非线性相互作用下人类生存环境继续不断地向前演。变可以说,,人类对影响地过去几十年内球环境
4、的物理过程和它们之间的联系的认识。,、,有很大的长进但是全球环境问题要求把物理化学和生物过程联系起来研究有生,。命的行为和无生命的行为的相互作用其中也包括人类本身正是这种相互作用控制着,。1993年4月9日收到1993年9月8日收到修改稿:4期叶笃正等全球变化的主要科学问题。地球环境的演变,。,(2)到现阶段人类是引起地球环境演变的一个最活跃的因素今天人类活动对,。环境的影响能力在某些方面已经可以同自然界的推动力相比甚至超过它人对环境的、,。,、影响不仅是局地的区域的而且是全球性的例如化石燃料的燃烧反当动
5、物的大量饲,,养和水稻的大量种植等等大大地增加了大气中温室气体的含量从而可能影响全。。,球的气候根据IPcc的报告[4]二氧化碳和甲烷含量在18世纪之前相对比较稳定,。此后缓慢上升20世纪中期之后上升速度急剧增加氧化氮含量自18世纪中叶就开始,。ll,上升20世纪中期之后猛烈增加cFc在1930年之前在大气中几乎不存在50年。::;代之后它的含量直线上升工业化以来它们的年平均的增长速率为CO为0.5%·.。;;ll;12,Z3]CH为o9%CFC为4%CFC为40,No为0250,[。大气中温室气体含量的
6、增加将导致气候的变化如以全球地面平均温度的变化来表,,。示根据气候模式的计算随着温室气体的增加全球平均温度亦将上升图1是1861。,,一1990年间全球平均温度的演变[5]虽然资料来源不一有些地区资料也缺乏但这是,。经过世界各国的专家们努力在目前水平下最完备的代表性曲线该图基本上给出了全。,球地面平均气温(包括陆地和海洋)变化趋势可以肯定地说过去百年来全球温度升。高了0.3一0.6oC(误差小于士0.05oC)这个数值与三维气候模式预报的结果相当吻。,,合最新的结果表明80年代是近百年来最暖的十年1990
7、和1991年更是两个最高温。,,,度年近百年来高山冰川平均是后退的[61海平面高度也是升高的[4]这些现象说明。,,地球平均温度是升高的当然由于近百年来地球增暖的数值与自然的气候变率相当。我们还不能肯定观测到的全球增暖就是由于温室效应引起的s,cFc不仅是温室气体这类气,.6体输送到平流层还可以引起那里臭0,,氧含量的减少以南极最为明显称.40。“”之谓南极臭氧洞现象[7]近年来发,,。一现除热带以外两半球中高纬度地口除留区气柱内臭氧总含量均有显著减少趋。势[5]臭氧含量的减少会增加到达地面,的太阳紫外辐
8、射从而对人类和动。植物产生严重的危害、又如农业林业和其他各种土地1870189019101930195019701990年,、和水体利用工业活动废物处理等严重地影响了陆地及沿海的生态系图11860年以来全球地面平均气温变化15,、统进而引起动植物生产力水资源。、,和大气化学的变化这些变化有的直接有的间接地造成酸雨的发生平流层臭氧含量,。的减少给人类带来严重的危害更,,引起人们注意的是自然界引起的地球环境变化在一定程度上带有循环