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温室气体与气候变化

“地球上最后一滴水将是人类自己的眼泪”——这则节约用水的公益广告伴随了一代人的成长,它记录了对抗与化解“水危机”的数十载艰辛,也见证着人类对于保护地球家园这一共同责任的行动。

随着社会发展、时代变迁,工业化进程排放出大量温室气体,使得气候变化成为当前人类社会最大的非传统安全问题。那么,今天的人类应该如何应对气候变化呢?

温室气体是什么

大气层中主要存在两种辐射,一种是短波辐射,由太阳发射到地面上;另一种是长波辐射,由地面将其吸收的太阳辐射返回到大气中。短波辐射的波长短、能量高,可以轻易穿透大气层,而长波辐射的波长长、能量低,其中绝大部分能量会被温室气体吸收储存在大气中。由于温室气体的存在,地球表面被加热,变得更加温暖,这类现象就是我们常说的“温室效应”。在温室气体的“守护”下,地球表面才能形成适宜人类居住的昼夜温度。温暖的气候条件也会促进粮食作物的生长和生物多样性,成为人类衣食住行的保障。与此同时,我们也难以忽视温室气体造成的负面影响,尤其是全球气候变暖引发的地球表面温度上升、海平面上升、极端天气事件增加和生态系统崩溃等,威胁着人类的生产生活。1997年,联合国气候变化框架公约第三次缔约国大会颁布了《京都议定书》,提出明确针对6种温室气体进行削减:二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫。其中,二氧化碳的含量最多,其对全球升温的贡献也最大。

温室气体主要有两种来源,一类是地球大气中的“原住民”,包括二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧等。随着1850年工业革命以来人类活动增加,这些温室气体的排放明显增加;另一类是完全因人类生产活动产生的,又叫“人造温室气体”,如氯氟烃、氟化物、溴化物、氯化物等,其中最为“臭名昭著”的要数氯氟烃了,它曾被广泛用于制冷机和其他工业生产中,人类活动排放的氯氟烃导致了地球平流层臭氧的破坏,造成臭氧空洞。

大气中二氧化碳的主要来源是化石燃料燃烧、水泥生产、土地利用变化、生物呼吸、海洋释放等。大气中的甲烷通常被分为生物源和非生物源两大类。生物源主要有食草反刍动物、天然湿地、稻田、垃圾堆放场以及农业废弃物的处理场等;非生物源主要是化石燃料开采过程中的泄漏、生物质燃烧、火山喷发、海底甲烷水合物释放等。大气中的氧化亚氮则是在土壤中氮的硝化和反硝化过程、化石燃料和生物质燃烧,以及己二酸和硝酸生产中生成。

温室气体对气候有什么影响

1988年,世界气象组织(WMO)与联合国环境规划署(UNEP)联合建立了政府间气候变化专门委员会(Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC),其任务是获取与气候变化问题有关的科学事实,评估气候变化对社会、经济的潜在影响,以及对适应和减缓气候变化的可能对策进行评估。

有研究表明,人类排放的温室气体是引起全球升温的主要原因。2022年,IPCC第六次评估报告中称,自第一次工业革命后,全球大气温度上升了1.2℃,且这一趋势还在加剧。1.2℃看似不高,但如果把地球比作一个人,体温升高了1.2℃,打破了机体原有的温度平衡,就非常危险了。

对于地球来说,如果大气中的温室气体持续增加,会增强地球表面的长波辐射,使地表温度持续升高,增温效应使得大气中的水分循环加剧,大气环流的不稳定增加,从而容易产生极端天气。具体来说,温室气体的增加会使得大气中的水汽增加,加速云层和降水的形成。这些云层和降水会集中在局部地区,与台风、冷涡、低涡等天气形势相伴,易形成极端天气,如暴雨、干旱、野火和极寒等,危害人民生命财产安全和经济社会的良性发展。

此外,由于温室气体是植物光合作用的直接参与者,其排放增加也会影响全球农业产量;温室气体直接引发全球变暖,破坏生态环境,致使不能适应环境的物种灭绝,最终走向生态系统的失衡。

总的来说,气候变化是人类一个多世纪以来用不可持续的方式使用能源、利用土地、进行工业生产和生活消费的结果。那么随着人类对人与自然关系认识的逐渐深入,是时候转变一种绿色的、可持续的生产生活方式。

减少温室气体的排放

想要减缓气候变化的速度,接下来的应对至关重要。人类活动已经给全球大气带来了1.2℃的增温事实,如想将这一数值控制在1.5℃以内,就需要全球温室气体排放最迟在2025年之前达到峰值,并在2030年减少43%;与此同时,甲烷排放量也需要减少约1/3。WMO表示,各国政府和国际气象科技界计划建立一个地面测量站网络,进一步加强全球温室气体监测,收集更精确、更长期的数据,以便掌握气候变化的精准情况,对今后实施何种减排政策与措施做出更明智的判断。

能源活动是全球温室气体的主要排放源。根据世界能源研究所(WRI)数据显示,2017年能源活动排放量占全球温室气体总排放量的73%,农业活动排放占11.8%,土地利用变化和林业排放占6.4%,工业生产过程排放占5.7%,废弃物处理排放占3.2%。WMO正在积极促进全球能源部门采取行动以减少温室气体的排放,例如大幅减少化石燃料的使用,代之以风能、太阳能、氢气等清洁能源,提高能源利用效率等。在经济生产层面,减少工业排放温室气体,包括更有效地使用材料、推动零碳工艺商业化,重复利用与回收建筑材料和化学产品,最大限度地减少浪费。

在我国,农业是第二大温室气体排放源,农业生产活动产生的温室气体排放占全国总量的20%左右。同时,农田生态系统也是自然界中最活跃的碳库之一,通过“耕地固碳”增加二氧化碳的消耗,也能够减少大气中的温室气体。当前,我国正在1.2亿公顷耕地上积极推动保护性耕作、秸秆还田、有机肥施用、人工种草等措施,提升农田有机质含量,除此之外,保护森林、草原、湿地等生态系统也能够促进温室气体的吸收和二氧化碳的固定。

日常生活中,每个人同样可以通过低碳、节能的生活方式为减少温室气体排放贡献一点力量。在生活场景中,减少使用空调、电暖器、电冰箱、烘干机、电热水器等带有温度调节功能的设备,尽可能使用节能家电以及可循环材料制成的产品。当我们出行时,选择公共交通工具代替私家车代步,更推荐选择骑行、步行等绿色交通方式。

2024年3月23日是第六十四个世界气象日,主题是“气候行动最前线(at the frontline of climate action)”,保护我们赖以生存的地球家园,是人类世世代代接力传递的使命。当前,气候变暖问题之严重正在逐渐演变成气候危机,在《联合国气候变化框架公约》的倡议下,每个人都有责任减少温室气体排放以延缓气候变暖,推动可持续发展,才能有望将这颗美丽的蓝色星球平稳地交到下一代的手中。

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