原标题:【地理观察】全球变暖下,温室效应会有多严重?附气候变化对中国农业的影响!

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什么是温室效应?

温室效应是指太阳短波辐射透过地球大气射入地面,而地面增暖后放出的长波辐射又被大气中的水汽、二氧化碳等物质所吸收,从而产生地球气候变暖的效应。如果没有大气的温室效应,地表平均温度就会下降到-23℃,而实际地表平均温度为15℃,这就是说温室效应使地表平均温度提高了38℃。

这种温室效应,本来是一种自然现象,但由于人们在生产生活中利用化石能源以生成能量等方式产生了多种温室气体,这些温室气体的不断增加引发了增强了的“温室效应”,进而导致全球气候变暖加剧。人类活动导致的大气温室气体含量的升高,会决定地球升温多少?这才是目前我们关注的问题。

人类活动将致地球升温多少?

大气中二氧化碳排放量增加是造成地球气候变暖的主要原因。气候模型显示,如果大气中的二氧化碳含量比工业革命前增加一倍,地球温度将升高1.5℃~4.5℃(即气候敏感度)。2020年,世界气候研究计划署的25位科学家将其升温范围缩小到2.6℃~3.9℃之间。

政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出,人类活动已经造成了工业革命以来全球升温约1.0℃,如果继续以目前的速率升温,全球升温可能会在2030年至2052年达到1.5℃。全球平均气温正以前所未有的速度上升,全球变暖控制在1.5℃以下的可能性迅速变小,人类跨越气候系统不可逆转的临界点的风险也在增加。

由于早期观测资料严重不足,准确地评估工业革命开始时(1750年)的温度比较困难。为了避免这一问题,IPCC第五次评估报告提出将1850-1900年平均温度作为工业革命前的参考值,相对于这一参考值高出全球地表温度的升温幅度定义为全球温升幅度。这里的1.5℃增暖是人类活动引起的影响结果,不是某一年简单的直接观测到的结果。因为直接观测的结果包含了人类活动和自然变率两部分贡献,某一年的观测值受到气候年际尺度上自然变率的影响较大。人类活动引起的未来的温度的预估还需要通过数值模式模拟。

数值模式的发展

半个世纪以前,大气原始方程组被用于建立数值模式,模拟了大气运动及其演化,标志着对气候系统进行仿真试验的开始。1979年,大气环流模式与混合层海洋模式相耦合,模拟得到在大气二氧化碳浓度加倍后全球平均温度上升1.5℃-4.5℃的结论。之后的数值试验采用了更加复杂的模式,比如考虑云变化、给定海洋热输送、提高分辨率等,但依然使用混合层海洋模式,得到的气候敏感度仍在上述范围之内。20世纪90年代末开始,使用完全耦合的大气-海洋环流模式进行数值试验。

21世纪,随着科学技术的发展,第五次国际耦合模式比较计划(CMIP5)的最新模式包含了大气、海洋、陆面、海冰、气溶胶、碳循环等多个子模块,动态植被和大气化学过程也被耦合其中,早期的大气环流模式发展成了当下的气候系统模式和地球系统模式。

世界气候研究项目(WCRP)正在组织第六次气候模式对比计划(CMIP6),从 CMIP5到CMIP6的地球系统模式,其核心是进一步减少地球系统模式的不确定性,提高模式模拟和预估的可靠性,即在多种时间和多种空间尺度的模拟和预估效果都要提高,着重提高地球系统各圈层的气候态、气候变率与趋势、天气与气候现象和极端事件模拟效果,特别是在区域尺度方面。

无论是早期的大气环流模式还是最新的地球系统模式,科学家们一直不断探求能够更加准确或者更加接近模拟计算真实的气候系统模式,预估由于温室气体排放等人类活动引起全球升温情况,并研究气候变化影响和应对途径等科学问题。

如何应对全球变暖?

未来地球温度升高情况取决于人类活动对气候变化影响的控制力度,即是否能有效控制温室气体的排放,所以世界各国纷纷发出进入气候紧急状态的政治行动呼吁,同时加快产业、经济社会绿色低碳转型,控制温室气体排放、实现碳达峰、碳中和成为减缓全球变暖的必然选择。

气候变化对中国农业的影响

一、对种植业的影响

1. 二氧化碳浓度增加、气候变暖,有利于作物光合作用,延长生长期,作物生产潜力增加。

2. 气温升高,作物种植界限北移,适宜种植的面积将进一步扩大。

3. 气候变暖,农作物低温冷害减少,谭老师地理工作室综合整理也会给农业生产带来有利条件。

4. 但另一方面,气温升高,农作物生育期将缩短,生长量减少;

5. 气温升高还将使农业病虫害加重、土壤有机质分解加快、化肥释放周期缩短、灌溉成本提高,从而提高农业生产成本;

6. 二氧化碳浓度升高,作物吸收更多碳而减少氮的吸收,蛋白质含量降低,进而导致农产品品质下降。

7. 气候变化将会增加我国东北、西北和青藏地区等地可耕种的土地面积,我国农业复种指数将普遍增加。

8. 在未来二氧化碳浓度持续增加的情况下,作物发育速度加快、生育期缩短。

9. 我国水稻主产区双季稻、单季稻将呈现不同程度的减产趋势,其中,早稻减产趋势最大、晚稻最小、中稻居中。

二、对水产养殖业的影响

1. 全球变暖导致冰川融水从而引起海平面上升,影响海水鱼塘的养殖面积,原来在潮间带构筑的鱼塘、虾塘被淹没变为潮下带,养殖面积减少。

2. 全球变暖,暖水性的养殖种类将有机会由低纬度海区向高纬度海区转移迁徙,改变海区生物群落和生物地理学的结构,如大黄鱼由福建沿海扩增至江苏、山东沿海,实施人工养殖将成为可能。

3. 气温升高,水温也随同升高,海水鱼类胚胎和胚后发育期加快,养殖鱼类的新陈代谢加快、生长率提高,产量随之提高,同时水温升高将延长养殖期,养殖鱼类个体加大而提高了产量。

4. 水温上升,会带来病害多发。海水鱼养殖常见的病毒性、细菌性引发的充血病、溃疡病、烂鳃病,以及寄生虫引发的指环虫病、孢子虫病、锚头蚤、车轮虫病等都是高温季节易暴发和流行的疾病。

5. 高温会诱发赤潮生物的大量繁殖,在养鱼池形成“水华”,在海区造成“赤潮”。赤潮生物覆盖水池表面或进入鱼类腮腔,致使鱼类窒息死亡。赤潮生物死后会分解大量有毒物质,对养殖鱼类造成危害。

三、建议

1.在种植制度与结构调整中,应充分利用气候资源,选育抗逆性强的新品种和适合不同气候类型的作物种类及生态类型,增强农作物抵御自然灾害的能力;改进农业技术措施,提高防灾减灾能力;改善农业气候生态环境,推行生态农业;加强农业灾害性天气的预测预报和防御工作。

2.在水产养殖方面,可以通过养殖更多品种、提高养殖数量来积极、有效应地对气候变化的影响。同时加大对高温疾病的防范力度,推广耐高温养殖技术,对极端气候事件早做预判提前应对。

综上,“搞好土肥关系,应对气候变化”时间越来越紧迫!

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