應對氣候變化做好科研轉型

2019-11-13來源：中國科學報作者：卜葉

工業導致的大氣汙染 圖片來源：中科院地理所

應加強自然科學與社會科學的結合，組織全球性的研究機構，擬定研究計劃（提綱），推動政府合作，開展地球系統的綜合研究。

11月8日以來，澳大利亞大火已造成3人死亡。截至11月11日，新南威爾斯州和昆士蘭州仍有超過100場大火在燃燒。科學家指出，由於氣候變化，澳大利亞的火災季節有可能變得更長，火勢可能變得更猛烈。

「人類正面臨一個緊迫的挑戰。現有的科學研究只是部分了解了氣候變化的風險，以及這些風險將如何影響不同的國家或地區。人類該如何應對，這是一項挑戰。」

日前，在「中國國情與發展」論壇與「未來地球」計劃中國委員會聯合專題論壇上，與會專家表示，要將局部變化與局部問題置於大範圍平臺上分析，考慮可能帶來的全局影響，為此，科學界要隨時做好研究轉型和合作的準備。

搖搖欲墜的生態系統

經歷了春夏秋的暖陽，北極海冰不斷融化，海冰範圍迎來全年最小值。據統計，9月，北冰洋海冰範圍約為415萬平方公裡，比1980年~2010年期間的平均值縮小約1/3。

冰川消融並不是新鮮事，科學界之所以如此關注北冰洋，與其對氣候變化的影響密不可分。

「北冰洋就像一臺大冰箱，儲存著全球的碳。北冰洋不僅影響著北極周邊生態系統，並且是氣候變化中舉足輕重的成員，對中低緯度大氣環流、極端天氣氣候事件的發生都有影響。」國家氣候中心高級工程師孫丞虎說。

今年，北極地區居然燃起了熊熊烈火。西伯利亞的森林大火燃燒了三個多月，400多萬公頃的西伯利亞針葉林被大火吞噬，產生的菸灰升騰起來形成的烏雲，面積將近半個中國大。

此外，格陵蘭、阿拉斯加和加拿大的北部森林也發生了大火。消融的海冰、燃燒的大火將鎖在低溫中的大量的碳釋放出來，這些碳肆無忌憚地進入各個生態系統，影響著全球氣候。

目前，研究界懷疑歐亞中高緯地區冬春持續低溫、秋冬降雪增多，大西洋—歐洲高緯度阻塞活動增多、中緯度阻塞減少，可能均與北極海冰減少有關。

「北極增暖通過調整大氣環流經向度，影響中緯度地區極端乾旱、洪澇、熱浪、寒潮以及天氣。」中國氣象科學研究院氣候系統研究所研究員祝從文說。

11月，俄羅斯莫斯科大學學者表示，俄羅斯中小學課本上的氣候帶邊界可能因氣候變化而被修訂。

祝從文介紹，北冰洋對氣候變化具有放大效應。伴隨全球平均溫度上升，北極地區平均溫度和日最低氣溫最小值將一致變暖，且變暖速度將高於全球平均，增暖幅度可達全球平均值的兩倍以上。據統計，最近10年，北極大部分地區的增暖已經超過1.5℃，部分地區已超過3℃。

「氣候模式預測，在本世紀中葉前，9月份可能出現北冰洋幾乎無冰的情況。」祝從文說。

更糟糕的是，面對大量釋放的二氧化碳，地球吸收碳的能力卻面臨挑戰。今年，全球最大的生態系統——亞馬孫雨林的一場大火，灼燒著搖搖欲墜的全球生態系統。

美國國家航空航天局的分析數據顯示，乾燥是火災的主要原因。過去20年間，地球大氣層的乾燥程度顯著增加，熱帶雨林上方的大氣對水的需求也顯著增加。而熱帶雨林最乾燥的地方，恰恰是森林砍伐最活躍的地方。

工業導致的大氣汙染 圖片來源：中科院地理所

區域差異與研究區域化

目前，人類活動已經引起了全球大約1℃的增暖。據統計，上世紀50年代以來，我國南方發生了8次極端冷事件，其中5次發生在上世紀90年代之後。

時間尺度上，氣候變化已經成為不爭的事實；空間尺度上，氣候變化正在擴展到人類看不到或者不易察覺的區域，這些區域的平衡被打破後，加速了氣候變化，並開始影響全球人類。

「今年西北部的雨量較以往少，某些地區雖然雨量與往年持平，但單次降雨量波動幅度大，易造成局部短時旱澇災害。」祝從文說。

世界氣象組織（WMO）認為，極端天氣頻發與溫室氣體排放導致的氣候變化有關。長期來看，極端高溫和降水增多是由氣候變化引起的。

浙江大學地球科學學院副院長曹龍表示，只有大尺度範圍的對地球氣候系統的人工幹預，才能有效抑制全球變暖。要像上世紀對待原子彈一樣嚴肅認真思考環境變化問題及解決方式，在充分考慮我國自然條件與區域發展空間差異的基礎上，深入討論當前政策措施的適應性及存在的問題，制定可量化的區域發展路線圖，而不能「摸著石頭過河」。

「為了減少碳排放，諸多國家或地區提倡使用新能源汽車，但新能源汽車到底能減少多少碳排放，沒人說得清。」曹龍說。

隨著對全球氣候變化問題的深入研究，原有的科學計劃表現出片段化、碎片化等問題。

「這些問題追根溯源是科學研究方法單一、研究結果內部化等缺陷的結果，科研人員難以全面系統地對地球系統開展觀測和研究。」中國科學院地理科學與資源研究所所長特別助理劉衛東說。

為應對氣候變化，近日，中國國家航天局發布相關數據政策，宣布正式將中國高分16米數據對外開放共享。

工業導致的大氣汙染 圖片來源：中科院地理所

迎難而上

從全球看，政治對氣候變化影響的不確定性強有力地存在著。近日，美國要求退出應對全球氣候變化的《巴黎協定》，並正式啟動退出程序。即將舉辦的2019年聯合國氣候變化大會，也因為政治問題，幾易舉辦城市，由巴西改為智利，目前變更為西班牙。

北京師範大學教授效存德表示，各國的代際公平如何解決，以及共同而有區別的責任如何劃分是攔在氣候變化問題前的「猛虎」。科研人員首要解決的問題是提高對未來氣候預估的可信度。

與會專家認為，有兩個途徑可縮小不確定性：即藉助觀測和改進模式模擬。增加衛星、臺站、浮標等獲得的觀測資料時長和密度，將模式結果與精度最高的觀測資料進行對比，發展和完善利用觀測估算氣候敏感度的方法，攻克模式中長久存在的系統性偏差。

孫丞虎表示，氣候變化仍存在大量不確定性，隨之而來的是大量亟待研究的科學問題。未來的模式中實現定量評估、動態反應氣候變化對各地的影響，以及各地生態系統的響應是關鍵。

劉衛東強調，應對氣候變化，實現全球可持續性，要求我們不僅要認知實現地球功能的各種過程和生命進化的模式和驅動力，還要知道如何管理和調控我們的行為。

與會人員倡議，應加強自然科學與社會科學的結合，組織全球性的研究機構，擬定研究計劃（提綱），推動政府合作，開展地球系統的綜合研究。