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城市化加剧我国气候变暖

时间:2016-11-22 来源: 作者:


本期观点:近几十年来,我国气温升高幅度大,在很大程度上可归因于城市化效应。在评估气候变暖效应时,应考虑不同地区城市化进程的差异。

采访人:中国气象报记者 张明禄
  自20世纪中期以来,我国气候变暖速度加快。中国区域观测到的气温升高幅度是全球平均升温幅度的两倍,比全球陆地平均升温幅度高三分之一,对我国水资源、农业和生态系统等造成了显著影响。
  中国快速变暖的原因是什么?人类活动对气候变暖的影响在中国和世界其他地区有什么差异?近日,国家气候中心研究员孙颖等人在《自然·气候变化》期刊上发表论文《城市化效应对中国变暖的贡献》,对相关问题进行了探讨。

城市化进程加剧中国变暖
  孙颖认为,寻找我国快速变暖的原因,首先要了解气候为什么会变化。其实,气候与天气一样,总是在变的。一方面,气候系统自身在不断变化;另一方面,包括人为外强迫和自然外强迫在内的外部因子会影响气候系统的能量平衡。人为外强迫包括排放到大气的温室气体、气溶胶以及土地利用方式变化等;自然外强迫主要包括太阳活动和火山活动。
  研究中国快速变暖的原因,需要将这些最主要的影响因子综合在一起考虑。该研究属于气候变化检测归因研究领域,基本思想是把气候模式模拟的气候系统对外强迫的响应和观测记录相比较,进而得出温室气体等外强迫因子对气候的影响。孙颖等人的研究创新性地将温室气体等外强迫和城市化效应纳入到检测归因的统一框架下,应用最优指纹法对观测资料和国际最新一代的气候模式资料进行比较,揭示了中国变暖的主要原因。
  研究结果表明,1961年至2013年间观测到的中国气温增加了1.44℃,其中约三分之一可归因于城市化,其余三分之二可归因于人为和自然外强迫的联合贡献。后者与观测到的全球陆面平均变暖幅度相近。“也就是说,中国平均的气温变化,除了城市区域,其实与全球其他陆地区域没什么差别。”孙颖说。但是,中国半数以上人口居住在城市,城市化效应显著地加剧了由于温室气体等外强迫导致的增暖,需要采取更多的适应措施来应对不同因子导致的多重变暖。

气候变暖评估需考虑城市化进程差异
  中国过去几十年的高速发展导致的城市化除了对城市气候有很重要的影响外,也影响了对中国气候的监测。“这种气候现象叫城市化效应,即城市的建筑、道路等改变城区的水热平衡,致使城市气温比其周边的乡村高。”孙颖说,因为中国大部分的气象观测站都位于城市或城市附近,城市化不仅使城市气温升高,也使得观测到的增暖幅度比中国广大地区实际增暖幅度要大。
  “此前关于城市化对气温效应的评估,采用的基本方法是找出城市观测站和乡村观测站的气温差异,简单可行。”孙颖说,“但是中国城市化进程加快给这一方法的应用带来了新的困难。”除了界定乡村站的方法存有差异,许多过去可以认为是乡村站的观测站点也逐步变成了城市站。如此一来,原本数量就少的乡村站变得更少,使得乡村站平均气温估算误差变大;另一方面,如果要保持乡村站的数量以减少这一误差,就要选用那些原本是乡村但已逐渐城市化的站,使城市热岛效应的估算偏低。由于现有气候模式还无法考虑城市化效应,而且很难从观测记录中去除城市的热岛效应,在解释中国变暖的原因时,就需要同时考虑温室效应和城市化效应的影响。该研究的新意就在于此,而这也是该研究的难点之一。
  在发达国家,城市化的进程在20世纪早期就已经基本完成,观测站点记录到的气温变化基本不受城市化的影响(尽管城区温度比周边地区变高了,但它们的相对差异基本保持长期不变)。对于正在发展的国家和区域,比如非洲、南美、印度等,观测站点记录到的近期气候变化不可避免地受到了城市化的影响,该项研究也为这些国家和地区的气候变化研究提供了新的思路。“我们一方面要理解城市站和乡村站记录到的气候变化的差异,同时在拟定气候变化应对策略时也要考虑这一差异,并认识到气候变暖已经对很多地区的方方面面产生了重要的影响。”孙颖说。