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转载:最新研究成果表明太阳辐射可能是气候变暖主因素
maokebiao 2009-5-28 17:52
引自:http://www.cma.gov.cn/qhbh/kjdt/200905/t20090511_33460.html 最新研究成果表明太阳辐射可能是气候变暖主因素 来源: 中国气象报社 发布时间: 2009年05月11日   刘禹、安芷生等西安学者的最新研究成果表明,二氧化碳并不一定是导致全球气温升高的主要因素。刘禹研究员昨日告诉记者:太阳辐射或许是气候变暖的主要因素。       公元401~413年史上温度最高   中科院地球环境研究所(位于西安)刘禹研究员等专家的最新研究成果显示,青藏高原中东部长时间温度变化不仅反映了中国中北地区,同时也响应了北半球的温度变化。   据刘禹介绍,公元401~413年、公元604~609年、公元864~882年、公元965~994年和公元1970~2000年五个时期,是公元前484年~公元2000年近2500年间青藏高原中东部的极暖时期;五个极暖时期中,前四个时期的平均温度都比第五个更高。其中,公元604~609年、公元864~882年两个温暖期对应的是隋唐时期。据考证,隋唐长安(现西安)可种植柑橘;如今,柑橘已经不能在中国北方存活了,可见隋唐时期的气候与目前我国东部低纬度地区气候相似。   公元401~413年是近2500年间气候最温暖的一段时期。公元348~413年由极端寒冷迅速攀升到极端温暖,413年后又迅速降温。这段时期正处于东晋末期,因此科研人员将这次温度突变命名为东晋事件。       太阳辐射或许是气温变暖主要因素   近年来,一些科学家认为,由于燃烧煤、石油等化石燃料,产生了大量的二氧化碳等气体,这些气体在大气层中迅速积聚,产生了温室效应,从而导致全球气候变暖。但是,人类大量燃烧煤和石油等化石燃料的行为,主要发生在工业革命(18世纪60年代-19世纪中期)之后。然而刘禹等专家的研究结果显示,公元401~413年、公元604~609年、公元864~882年、公元965~994年四个极暖时期均在工业革命之前,难以用二氧化碳浓度的增加来解释。   刘禹等专家把近2500年来的温度曲线和太阳辐射曲线放在一起研究,发现两者在长期变化的低频趋势上存在相似性,表明太阳辐射至少在千年尺度上是青藏高原中东部温度变化的重要驱动因子之一。   这说明,地球所接受的太阳能对地球和生命形态的变化起着非常重要的影响。刘禹告诉记者,对二氧化碳导致全球变暖提出质疑,并不是说因此就可鼓励大量燃烧煤和石油的行为,人类还是应该科学使用燃料,大力开发无污染或污染少的新能源,保护我们赖以生存的环境。    (来源:新华网 作者:王燕 责任编辑:颜昕)
个人分类: 星星点灯|2391 次阅读|1 个评论
金融海啸给人类最大的警示是什么?
hhanb 2009-5-6 09:56
自从金融海啸暴发以来,人们大多都把关注的焦点放在了如何尽快恢复金融秩序,尽快使实体经济走出危机。当然,也有少数人看到了金融危机背后深刻的根源,那就是由人性的贪婪所决定的人类的无节制的消费行为,最终注定要导致资源、环境与生态全面危机的总暴发,若是等到那一天,人类的命运也就岌岌可危了。 本人已不止一次,在多个场所呼吁唤醒人们的总危机意识。要知道,上帝留给人类的时间已经不多了,如果我们还是置若罔闻,还不悬崖勒马,那么悲剧就不可避免。 据《参考消息》报道,英德科学家日前公布的最新研究结果显示,大自然留给人类阻止气候变化的时间只剩下 20 年时间:我们越来越接近大气的极限。如果不采取紧急措施,大幅降低二氧化碳的排放量,将无法避免地球平均气温升高 2 摄氏度,超过对生命构成威胁的临界点。 所谓生命临界点,就是生命所能承受的环境、资源与生态极限。一定有人满不在乎地以为,大气温度升高 2 度,并不一定对人类构成致命伤害。可是我想提醒大家的是,但它足以将地球上其他多种生命彻底毁灭,等到了那时,人类也就失去了赖以生存的自然条件。就像 莫尔特曼说:首先森林死去,然后是小孩。 人类之所以能够在地球上后来居上,成为唯一有智慧的生命体,幸运地主宰着大千世界享受着惟我独尊的待遇。不要忘了大自然才是孕育人类的母亲,也是成全人类的大恩人。如果人类以为只要靠科学技术的进步,就可以实现人类永无止境的消费欲望和物质欲望,人类完全有理由肆无忌惮地开发、利用自然那就大错特错了。 早在上世纪罗马俱乐部发布的《增长的极限》就摧毁了人类无限增长的极限,指出人类的生存是有临界点的。然而,类似的警钟并未唤醒人类的觉醒,相反,进入 21 世纪以来,人类更是加快了掠夺和侵蚀自然的步伐, 9 年内全世界已经排放了总排放量的 1/3 。照这样的速度下去, 20 年时间人类生命的临界点就会到来。 出路在哪里?出路在改变我们的生活方式和消费模式,大力发展绿色经济绿色科技。笔者想借此机会,借科学网这个平台,呼吁大家积极参予讨论,以引起有关方面的高度关注。
个人分类: 未分类|3596 次阅读|0 个评论
气候冷暖变迁是否关乎历史朝代兴衰?
wangdh 2009-4-1 09:17
气候冷暖变迁是否关乎历史朝代兴衰? (王德华 3.31 ) 今日读到科学网新闻: 《中国科学》:气候冷暖变迁关乎历史朝代兴衰 (报道的)题目和结论都非常吸引人:气候变化与朝代兴衰有关。细看报道成果是: 过去两千多年的气候冷暖变迁,与我国历史上一些朝代的兴衰更迭存在对应关系,大多数朝代的垮塌都是发生在气候变冷的低温区间。记者引用研究人员的话说:虽然在过去两千多年,我国大多数朝代的垮塌与低温区间的对应现象并非一种偶然的巧合,但我们不能就此断言,朝代的兴衰完全就是气候变化造成的。 可是题目明明就是: 气候冷暖变迁关乎历史朝代兴衰。 不知道这篇论文发表时的题目是什么(科学网应该可以提供一个链接的),看来应该是关于我国几千年气候变化的。由于是《中国科学》发表的,又是地理环境科学家做的工作,应该属于自然科学的范畴。不知道作者在文章中,是否专门有篇幅讨论了气候变化与历史朝代兴衰的关系,还是由于记者们的猎奇。我相信课题或者论文的目的不应该是这个(瞎猜),但自然科学结果与人类社会和政治如此密切的关系,还是很吸引人的。 不管结论是否合理,新闻记者在进行这方面报道的时候,除了采访研究者们之外,还是应该去采访一些历史学者或社会学者,多听听他们的观点,告诉他们现在自然科学的一些重要发现,让他们结合自己对历史各个朝代的专业分析,也许会得出更合理的判断和结论来。 既然在过去两千多年,我国大多数朝代的垮塌与低温区间的对应现象并非一种偶然的巧合,那么就应该有某种(必然?)联系。相信谁都不会轻易得出二者存在直接的因果关系的结论来,但是自然科学就是要揭示这种内在的规律,要找出这种因果关系来。我们需要的是那种直接的相关关系,不是东拐西拐,十分勉强的关系,谁都知道世间万物都是有联系的。那么,既然我们不能就此断言,朝代的兴衰完全就是气候变化造成的,本文或者本报道的目的是什么呢?让人感觉这项研究的目的好像就是要找出气候变化与朝代兴衰的关系似的。 气候变化与政局相关,无论相关程度如何,只要相关就是一个让人感兴趣的发现和结论,但要慎重。现在我们知道,我们就一个地球,这个星球上的不同地区,不同纬度,气温(气候)都不同。每年的收成世界各地也不同,有的干旱,有的水灾,有的大震,有的雪灾,有的海啸,有的热浪袭击 那么会不会影响到政局的稳定呢?环境变化对政局的影响程度有多大?也听说过一个国家的总统为了呼吁全世界重视生物多样性保护问题,曾说过一句话,大意是一个物种可以决定一个民族的命运。要是寒冷,朝代就垮塌,看来北方的官不如南方的官好当?这个结论在多大尺度上适合?一个国家?一个地区?全世界?好像这个结论不敢进一步扩展。现在总的趋势是全球气候变暖,是不是全世界的政局都在趋于稳定?哈哈,有点开玩笑了。 只是感到这篇科学报道很有趣,随感。没有看到文章的原文。自己对历史和地理知识都贫乏得要命,特别希望知道更多的信息,望博友们指教。 (王德华 2009.3.31 ) 相关阅读: 《 中国科学》:气候冷暖变迁关乎历史朝代兴衰
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[转载]中美承诺在应对气候变化领域加强合作
lindzen 2009-2-26 21:16
转自国家气候中心网站http://ncc.cma.gov.cn    中国外交部长杨洁篪在与美国国务卿希拉里克林顿会谈后表示,双方同意在应对气候变化领域加强合作,共同应对这一全球挑战,共同推动哥本哈根会议取得成功。两国政府就此将展开定期磋商。   今年年底将在丹麦哥本哈根召开的气候变化大会目标是就2012年后应对气候变化达成新协议。   希拉里克林顿说,在清洁能源和气候变化方面,双方同意在现有基础上建立重要的伙伴关系,共同开发推广清洁能源技术,以尽快转向低碳排放的经济增长。这些技术对于经济持续发展、遏制气候变化带来的全球性问题,至关重要。
个人分类: 科学观察|3095 次阅读|0 个评论
2009年的气候变化规律——08级研究生的论文(有删减)
张三火 2009-1-27 10:03
2009 年运气之气候推演 2008 级研究生 张海洋 通过年干支推算法,我们得出 2009 年的干支。 2009-3=2006 2006/60=33 26 , 2009 年干支为己丑之年,甲己化土,且己为阴干,故 2009 年岁运为土运不及。岁运可以说明一年的气候变化情况,该年是哪一个大运主岁,这年的气候变化就可能表现出与它相应的五行特性。对于太过不及之年的气候变化规律《素问 气交变大论》岁土不及,风乃大行。至于岁运交运时间《素问 六元正气大论》运太过则其至先,运不及则其至后,此候之常。主运的具体交运时间为: 主运交运时刻 ( 丑 ) 初之运 二之运 三之运 四之运 终之运 大寒日 春分 芒种 处暑 立冬 巳初初刻 后第 13 日巳正一刻 后第 10 日午初二可 后第 7 日午正三刻 后第 4 日未初四刻 五运客主加临图 初之运(木) 二之运(火) 三之运(土) 四之运(金) 终之运(水) 主运 少角 太徵 少宫 太商 少羽 客运 少宫 太商 少羽 少角 太徵 气候特征 多风兼湿 多热多燥 多雨兼寒 多燥兼风 寒热 六气是指风、热、暑、湿、燥、寒,六种不同特征的气候,时至而气至,便为宇宙中的六元正气,若化非其时,便为邪气,即所谓的灾害性气候。这六种不同特征的气候,若按月按时主气,主治一年六个时节的正常气候变化之气,称正气。包括风木、君火、相火、湿土、燥金及寒水,分主春夏秋冬 24 个节气,按五行相生之规律,恒居不变,静而守位,年年如此。主气的具体主气交司时刻如下: 主气交司时刻 初之气 二之气 三之气 四之气 五之气 终之气 大寒巳初初刻 春分日卯正初刻 小满日寅初初刻 大暑日子正初刻 秋分日亥初初刻 小雪日酉正初刻 2009 年岁运为土运不及,太阴湿土司天,年支为中央辰戌丑未土,即《素问 天元纪大论》所说的三合为治,此年又是太乙天符之年。太乙天符又名太一天符,在 60 年中有 4 年,即戊午、乙酉、己丑、己未。这样的年份会造成一气偏胜独制的异常气候现象,容易给人体及其他生物造成危害。现结合原文浅析明年气候。 《素问 气交变大论》岁土不及,风乃大行,化气不令,草木茂荣。飘扬而甚,秀而不实,复则收政严峻,名木苍雕,上临太阴,则大寒数举,蛰虫早藏,地积坚冰,阳光不治。这段主要论述了土运不及之年的气候、物候变化特点,简言之:不及之年己不胜侮而乘之;己所胜轻而侮之。土不及,木来克制,水来侮之,风寒之气表现明显。在气候上,春天风气大行,木邪抑土,土起反抗则生金,金应秋气,出现一派肃杀剧烈之气。在物候上,风大行,其变摧拉,表现草木飘扬甚,秀而不实,苍木损落,味甘黄色之物被虫蛀食,金气胜木,青色之谷受到损害。在人体病候上,风害夹杂,侵袭人体,咸病寒中,木应肝,肝气胜则善怒,乘脾发生飱泄,霍乱,体重,肌肉瞤酸,脾主 湿,湿成痈疡。岁半之前,天气主之;岁半之后,地气主之,上下相交,气交主之。 2009 年上半年,太阴湿土司天,虽土运不及,但得司天之助,同正宫。备化之纪,气协天休,德流四政,五化齐修,其气平,其性顺,其用高下,其化丰满,其类土,其政安静,其候濡蒸。下半年,太阳寒水在泉,土运不及,金来复,同太商,太羽,坚成之纪,燥行其政,物以司成,,其德雾露萧瑟,其变肃杀凋寒流衍之纪,寒司物化,天地严寒,藏政以布,长气不扬,其化凛,其气坚,其政谧,其令流注,其动漂泄沃涌,其德凝惨零氛。 初之运,厥阴风木主气,克湿土,风乃大行。土不及得太阴湿土之助,风挫其势,不易形成灾变,否则岁木太过,摧拉拔树。气候特点表现为多风兼湿。这一运中主要有:大寒、立春、雨水、惊蛰、春分。 大寒 2009 年 01 月 20 日 ( 农历 12 月 25 日 ) :大寒之后气温将会由低渐升,大寒到顶点,日后天渐暖。 08 年火运太过之年,值大寒节交运,厥阴风木客主同气加临,土受木刑,太过之火补不及之土,又逢太阴湿土司天,大寒节其将会正常来临。 立春 2009 年 02 月 03 日 ( 农历 01 月 09 日 ) :春天的开始,风应春气,土受木刑,岁土不及,风乃大行,风胜则地动,地气变动,阳气生布,万物荣藤生长,正值厥阴风木主令旺,太阴湿土司天,风木吹散湿气,不能聚而为云,下而为雨,故雨延期。 雨水 2009 年 02 月 18 日 ( 农历 01 月 24 日 ) :是降水地开始,雨量增加,雨水之前,虽寒意渐去,但天气仍然寒冷。风大,间歇得作。 惊蛰 2009 年 03 月 05 日 ( 农历 02 月 09 日 ) : 蛰是藏的意思,惊蛰有春雷乍动,蛰伏在泥土中冬眠的动物和多种虫子,感于春季温暖,震惊而出,此后气温回升迅速,但雨量增加仍比较少。 春分 2009 年 03 月 20 日 ( 农历 02 月 24 日 ): 是初之运的最后一节气。厥阴风木主气渐去,少阴君火来迎,又值太阴湿土司天气盛,然北方冷空气不断侵入,天气仍时寒时暖,水气随风气散去,降水量仍然不多,但蒸发量却明显增加。春分一过,迎来少阴君火,天气才真正是我们所说的招人不招水,冰冻消融。 二之运,客运太商加临主运太徵之上,气候特点为多热多燥,少阴君火同气客主加临,二之运火热炎盛包括:清明、谷雨、立夏、小满、芒种。 清明 2009 年 04 月 04 日 ( 农历 03 月 09 日 ) :气候温和,草木萌发,杏桃花开,给人清新明朗的感觉,然这个节气是一年中大风最多,风速最大的,值此厥阴风木司天,欲走还留,残灯复明,行气主令,大风时做! 谷雨 2009 年 04 月 20 日 ( 农历 03 月 25 日 ) :雨生百谷,雨量增多,寒潮天气基本过去,一般不会再出现霜冻,谷雨过三天,园里看牡丹,虽然植物正常承化,但是天气少雨的现象依然存在。 立夏 2009 年 05 月 05 日 ( 农历 04 月 11 日 ) :少阴君火旺,同气相求,大火正,愈加炎热,值太阴湿土司天,湿热相蒸,此时,热聚而云,云聚而雨,雨量小,蒸发量大,空气仍表现出干燥的特点。 小满 2009 年 05 月 21 日 ( 农历 04 月 27 日 ) :二、三之气交临节气,少阳最后主政,必然旺以求功,火旺生湿土,助下一节气湿土,天气下降,地气上腾,原野昏瞀,白蔼四起,土运不及,得司天气之助得以扶正,但会出现秀而不实的状况。 芒种 2009 年 06 月 05 日 ( 农历 05 月 13 日 ): 二之运最后一节气,承小满之不利,随太阴湿土主气,得少阳相火之助,雨量会比前一气增加,但仍不能缓解植被化源之害,天气晴好,但民谚芒种热得很,八月冷的早。 三之运,少宫少羽加临气候特点表现为多湿兼寒。此运包括得节气有:夏至、小暑、大暑、立秋、处暑。 夏至 2009 年 06 月 21 日 ( 农历 05 月 29 日 ): 太阴湿土司天,主管政令,天布政,湿得火助,阴气下注,阳气上布,化而为雨,雨逐渐多起来。 小暑 2009 年 07 月 07 日 (农历闰 05 月 15 日 ) : 司天之气最后行令,湿气统运相互加临,雨量会大幅度增加。 大暑 2009 年 07 月 23 日 ( 农历 06 月 02 日 ) : 司天,在泉交令,太阳寒水统政,少阳相火主气,寒热之气交临,会伴有雷雨天气,雨后,气温会因湿气在下主气而感到凉意。 立秋 2009 年 08 月 07 日 ( 农历 06 月 17 日 ) : 是秋季的开始,气温开始下降,太阳寒水在泉,统管地气,相火客气加临太阴湿土,助土行令,寒水、湿土互结,寒雨下临,雨渐感凉意,夜间温度可能会低一些。 处暑 2009 年 08 月 23 日 ( 农历 07 月 04 日 ) : 处,终止,隐藏。表示炎热的暑天即将结束,天气虽热但已不是炎性,相火之气,逐渐退其位,湿土得不到火助,雨量开始减少,湿热蒸化,寒水地气上腾,天气丕隔,湿气不化,白露阴布。 四之运,太商少角加临,气候特点表现为多燥兼风。其节气包括:白露、秋分、寒露、霜降、立冬。 白露 2009 年 09 月 07 日 ( 农历 07 月 19 日 ) :四之运的开始,然处在四之气之中,太阳寒水在泉,又表现湿的特点,天气以阴冷为特点。凉风习习,早晚较凉风和日丽,秋高气爽。秋分 2009 年 09 月 23 日 ( 农历 08 月 05 日 ) : 秋季中间,表现秋高气爽的特点更加明显,燥金主气,寒水在泉,燥金来复,金水相生,寒盛燥烈。 寒露 2009 年 10 月 08 日 ( 农历 08 月 20 日 ) :燥金主凉,寒水在泉主寒,露水更加寒凉。夫所复者,胜尽而起,得位而甚。至寒露起,燥金复气胜,天气表现肃杀之令明显,收气繁布,化洽不终。燥生金,其化紧敛,其政劲切,其变肃杀,其灾苍陨。 霜降 2009 年 10 月 23 日 ( 农历 09 月 06 日 ) : 气肃而凝,寒水在泉,露结为霜矣。阳之动,始于温,胜于暑;阴之动,始于清,胜于寒。 立冬 2009 年 11 月 07 日 ( 农历 09 月 21 日 ) : 冬季的开始。虽然燥金主气,但寒水之令已欲行令,空气干燥且寒冷。 终之运,少羽太徵加临,气候特点多寒热。在六气方面,太阳三气加临,气候阴冷湿气重,寒大举,水行太过,土气来复,湿大化。其节气包括:小雪、大雪、冬至、小寒 小雪 2009 年 11 月 22 日 ( 农历 10 月 06 日 ) :降雪季节的开始,雪量不大,但遇寒水在泉,雪不易消散。 大雪 2009 年 12 月 07 日 ( 农历 10 月 21 日 ) : 降雪增多,地面积雪增加,遇天气之寒水,在泉之寒水,寒积化水为霜为雪,雪量大。 冬至 2009 年 12 月 22 日 ( 农历 11 月 07 日 ) : 气温降低,冻土加深,真正进入了数九寒冬,水坚冰,阳光不治,三寒之气合而为至,寒气淫盛, 小寒 2010 年 01 月 05 日 ( 农历 12 月 10 日 ) : 气候已比较寒冷。处在三九前后,冷在三九,大寒小寒,滴水成冰若寒气得透,2010年春天将会温暖! 五运六气之理,天地运行自然之道,近人概不知此,蒙昧处方,张冠李戴,民命何堪?清代冯兆张说:善言运气者,随机观变,岂可以干支司岁一定之数,以定五穷时刻盛衰之变?百步之内,晴雨不同,千里之外,寒暄各异,岂可以一定之法,测非常之变?褒贬不一,各执一词,但是,运气学说确实是老祖宗经过长期的生活实践和生产实践总结出来的,臣斯十世,此之谓也。然大家最关心的是五运六气如何应用于临床,这只是一个开始,我希望可以继续推测明年的物候、病候,以及如何指导治疗。这些仍是我们寻求的答案!
个人分类: 教与学|3556 次阅读|1 个评论
王朝衰亡的翻云覆雨手
eloa 2008-11-28 08:48
fish 发表于2008-11-25 星期二 11:30 【《 财经 网》专稿/记者 徐超】在中国数千年的文明史中,王朝的兴衰之谜始终是历史学家乃至普通公众最希望洞察的。有很多理论试图来解释这种以数百年甚至短至数十年的轮回,比如黄宗羲定律就指出了农民税负方面的一个怪圈。 中国兰州大学资源环境学院张平中教授及其同事,今年11月7日发表在美国《科学》杂志上的论文却指出,最起码在唐朝、元朝乃至明朝走向衰亡的过程,变化的亚洲季风,起到了推波助澜的作用,甚至给了已处于困境中的王朝以致命一击。 石笋中穿越时空 站在普通人的角度来看,要准确追溯中国在过去千年内,经历了怎样的气候变化,几乎是一件难以想象的事情。因为中国有准确温度、降雨等记录的历史不过150多年。 但对于现年41岁的张平中来说,这样的想象因一块石笋而成为可能。 如果不是五年前在甘肃省万象洞的一次发现,张平中很可能一如既往地从事地质地球化学研究。他或许永远也不会联想到,他的研究领域会与古代王朝的兴衰存在某种联系。 关于洞穴进化的历史可以追溯到2.5亿年前。当时,由于温室气体的增加,大气中的氧含量降到16%甚至更少,二氧化碳的含量则陡然增加,陆地上的生物呼吸困难、步履维艰。海平面大面积下降,海洋中的生物也难逃厄运。在那次超级大灭绝之后,海洋生物的种类减少了一半,九成动物和八成植物都没能逃脱灭亡厄运,地球的生态系统遭遇彻底更新。 当地球经此磨难之时,在印巴次大陆或者欧洲大陆的某些地方,石灰岩洞正开始其缓慢的发育之旅。其中之一,就是位于中国西北部的甘肃万象洞。 至少在过去的数千年里,从太平洋吹来的亚洲季风这个孕育了中国整个农耕文化的气候系统把降水带到了这处石灰岩洞的上空。无论降水充沛抑或匮乏,雨水都会沿着岩石之间的裂隙渗透到洞穴中,一点一点地溶解石灰岩,并形成过饱和的碳酸钙溶液。这些溶液通过洞顶或洞壁滴流进溶洞时,由于洞内相比洞外温度和压力的改变,以及二氧化碳的释放,溶解在水中的碳酸钙被沉淀下来,形成石笋等次生碳酸盐沉积物。 由于这个洞穴地处青藏高原东部与黄土高原西部的过渡区,已经是亚洲季风所影响的地理区域边缘了。因此,万象洞内的石笋忠实记录了这个对世界影响最大的季风的降雨变化情况。 通过分析石笋中氧的同位素的含量,就能分析相应年份的降水量是多还是少;而石笋中较高的铀含量,也为对应年代的确定提供了难得的标尺。张平中对《财经》记者说,相比于冰芯、树轮、火山沉积物而言,石笋特别纯净,后期破坏非常小,保存的信息较为完整。因此,其确定年代的精度也要比冰芯准确得多,分辨率可达2.5年。 2003年5月的某一天,张平中在万象洞内距离洞口1000米深的地方,找到了一颗长118毫米的石笋。当张平中及其同事根据石笋所含氧的同位素含量,得出中国在过去1810年之间的降雨量变化曲线时,他们发现,这条曲线竟然和朝代的兴衰更替惊人的吻合。 自然与王朝双曲线 我们不妨来看一下,两者之间是如何匹配的: 在公元190年至公元530年之间,亚洲季风为中等强度,变化较强烈。而当时的中国处于汉朝末期和三国、魏晋南北朝时期,大部分时期较为动荡。 从公元530年到公元850年,亚洲季风逐渐衰弱。直到公元860年时,也就是唐朝晚期,亚洲季风减弱到最小。我们在历史记载中可以查到870年前后的大旱记录。 在公元910年到公元930年间,亚洲季风再次减小。那时的中国正在经历五代十国,并开始进入北宋时期。 在公元1050年至1120年间,亚洲季风稳步加强,中国北方降雨增多。那时,在北宋统治下的中国进入了停战期。公元1004年,北宋真宗赵恒与辽国定下停战和议,约定宋辽为兄弟之邦,双方互不侵犯。自此,中国北方才有了少许安宁。 到了1120年左右,季风强度开始剧烈波动。公元1125年2月,金国以宋朝破坏与其定下的共同对辽协议为名,大举出兵侵宋。公元1127年,北宋灭亡。 实际上,唐朝末期、元朝末期和明朝末期,这些时期的亚洲季风处于弱势,而这些时期的明显社会特征是时局持续动荡不安。 张平中对《财经》记者解释说,在北宋前期,亚洲季风强盛带来充沛的降水,从而导致粮食丰产以及人口大增。但之后,因为季风减弱、降水减少、农作物减产,引发战争和农民起义。而对于唐朝、元朝和明朝来说,它们的衰败同样与亚洲季风的大规模减退有关。 因此,张平中及其同事得出结论:气候变化通过影响农作物生产,进而对中国古代朝代的兴衰起着关键作用它就像是一双无形的手,左右历史的棋局。 其实,早在20年前,美国哈佛大学布雷特辛斯基(Bret Hinsch)就曾在《亚洲历史》杂志上发表论文指出,气候变化影响气温和降雨,进而影响农业生产。 决定某一种农作物收成好坏的因素有很多,如投入劳动的数量和劳动效率、投入的资本量、技术水平、肥料、病虫害以及土壤肥力等。但在传统社会里,生产技术和生产方式改进缓慢,恶劣的气候、作物病虫害等诸多潜在祸患便成为农业生产成败的决定性因素。在这种情形下,瘟疫和作物疾病很可能因天气变化而起。 布雷特辛斯基指出,即使在现代的英国南部,农作物收成好坏还是随天气的变化而有规律的变化。比如,当地大麦、小麦、燕麦等主要农作物的年产量变化,其中有43%至45%是因夏季降雨量的变化而造成的。相似地,中国农作物年产量也存在随气候变化而变化的现象。 由于栽培过程很简单,直到周朝中期,黍在中国北部的农作物中仍处于主要地位。从公元前五世纪至公元前三世纪,周人对黍和大豆进行轮作。随后,大麦和小麦也成为轮作作物。 所有这些农作物对天气的变化都十分敏感。例如,大豆种子在16℃时播种,其发芽速度比在21℃至32℃时播种慢一半。另外,在大豆的整个生长周期中,其生长速度也会随温度上升而显著加快。 另一方面,有时,湿度在决定大豆产量方面甚至比温度更为重要。大豆生长后期如果降雨量增加30毫米,其产量将有一个大的提高。世界其他地区的观测资料也有力证明了天气对农作物产量的影响。 据此,布雷特辛斯基及其同事推断:气候的变化对中国农业产生了决定性的影响。 当然,张平中对《财经》记者强调,在气候这个关键作用之前,还有很多其他因素在影响朝代的更替。但从科学的角度来说,气候变化起了关键作用。 而在1998年,美国科学院华裔院士许靖华也曾表达过类似观点。他曾于《中国科学》8月刊发表论文指出,全球变暖在文明史上给欧洲、亚洲和北美带来过繁荣的年代,与这些年代相交替的是全球变冷所带来的饥荒与流行病年代。在历史上的小冰期时期,寒冷与干旱的气候造成农业减产,从而导致了历史上的民族大迁移。 争论永不休 不过,在学术界,气候变化与朝代兴衰的关系,也是一个长期争议的话题。最近的一次争论发生在2007年。 2007年1月4日,英国《自然》杂志刊登了德国地球科学研究中心杰拉尔德豪格(Gerald Haug)的文章,通过分析中国湖光岩玛珥湖的沉积物,他和他的研究小组认为,在公元700年至公元900年左右,由于亚洲冬季风的加强而导致唐朝出现干燥、少雨的气候,这最终让唐朝走向灭亡。 但是,这一结论在中国国内的学术界和民间都引起很大争论。当时,国家气候中心首席科学家张德二通过史料的记载,认为唐朝灭亡前的最后30年正是处于多雨时段而不是干旱时段,唐朝总体上并非趋向干旱。所以,唐朝并非因为冬季风的加强而走向灭亡。这篇文章,也发表在同年11月份的《自然》杂志上。 针对张德二的说法,张平中对《财经》记者指出,晚唐时期关于气象记录的历史资料特别少,这些历史资料是不能定量化的,而是定性的,可靠性不够,所以只能用来估计。 当然,对于这一点,在回复《财经》记者的邮件中,张德二则表示不敢苟同。作为联合国政府间气候变化专门委员会第四次科学评估报告古气候章的主笔之一,她认为,历史气候记录的价值和应用,是被广泛承认的。 在接受《财经》记者采访时,中科院大气物理研究所研究员薛峰则表示,目前,在学术界关于气候对朝代兴衰的影响的观点,的确还没有统一的认识。 从科学的角度来说,气候变化对朝代的兴衰肯定会有影响作用,因为季风的强弱会影响到旱涝,进而影响到农业生产,尤其在古代生产力十分低下的情况下。 但是,他也认为,这样的反例也有不少:在明清时期,中国的气候是比较寒冷的,即所谓的小冰期,但清朝出现了康乾盛世。所以,气候因素只是一个影响因子。时间越久远,其影响力越大。而时间近,由于人口的增长和生产水平的提高,人类对灾害的抵抗能力越来越强。 薛峰表示,如果以千年为尺度考虑中国的气候变化,那么,中国夏季季风的强度总体上是趋于衰退的。 从《诗经》和考古证据中都可以发现,古代的中国是非常湿热的:那时,人们可以在河南种植香蕉,成群的野象在森林里出没。为了打猎野象,人们通过合作把野象围在中间,然后向其掷矛。这也是河南简称豫的来历。 薛峰的观点也得到了复旦大学现代人类学实验室主任助理钱吉的认同。该实验室近期的研究项目就是绘制一幅中国人祖先迁移的地图,用以探究我们民族和语言等诸多进化环节当中的未知问题。 钱吉对《财经》记者表示,在数万年前或者更为久远的时期,气候对人类的迁徙起着很大作用。那时,决定人类是否在某地生存的原因来自两方面:一方面是环境是否适合居住,另一方面是该地是否有适宜的食物,而这两方面原因都与气候有关。 可以肯定的是,就像历史上很多事情无法形成定论一样,气候对朝代的影响也可能不会形成统一的观点。但是,在我们庆幸自己不必像数万年前的祖先,因气候变化而颠沛流离时,也必须警惕这种潜在的危机。毕竟,人类活动已经给全球本来就十分复杂多变的气候系统,带来了更大的变数。没有人知道,这种额外的变数是否会抵消我们在技术上取得的进步。■ 转载原创文章请注明,转载自: 科学松鼠会 本文链接: http://songshuhui.net/archives/4827.html
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[旧文转帖] 全球变暖的蛛丝马迹
刘伟 2008-11-17 06:58
2007年春天到冬天,时间如一条寂静的小河,从容而过。结束了在四川卧龙八个月的野外工作,我在踏上了返回密歇根的行程。我想那片离开时春暖花开的美洲土地,现在一定是天寒地冻、白雪茫茫了。 说起密歇根,人们最先想起的一定是五大湖之一的密歇根湖和号称世界汽车之都的底特律。而我对于这个和黑龙江吉林同纬度的地区――密歇根洲最初的感知就是这 里的冬天漫长而多雪。这个感知来自十年前在北大英语课上一对年过七旬美国外教的讲述:在他们的故乡密歇根州,孩子们总是会在雪花飘舞,清冽寒冷的钟声里迎 来圣诞和新年,漫长的冬季里,滑雪和溜冰凝结成童年洁白的记忆。然而,我亲身体验的过去的三个冬天并没有他们曾描绘那样的漫长寒冷,而今年的冬天还要更温 暖一些。 回来后的第一周气温达到了摄氏18度,校园里面青草脆绿,让人怀疑已经进入春季。我不用穿厚重的外套,就可以信步横穿校园的红衫河畔。河水已经有好几年没 有结冰了,河上的绿头鸭和河边大树下的松鼠似乎也跟我一样很享受这冬日下午的阳光,那些栖在树丛里胖胖的麻雀们,则叽叽喳喳唱个不停,似乎春天真的来临。 忽然,树丛里发生一阵骚乱,一只只麻雀向不同的方向窜去,一个棕色的身影,悠然地栖在了六七米高处的橡树枝上。这是一只体长约30多厘米的阔翅小鹰,它有 些警戒的巡视了一遍抬头仰望的学生们,略微松动了一下右爪下按着的猎物,然后低下头去旁若无人开始享用起来。十分钟后它的下午茶时间结束,几片细小的羽毛 飘荡在阳光里。阔翅小鹰属于隼形目鹰科,每年春末到中秋它们在美国东部和中部的落叶林里捕食各种鸟类和蛇鼠。一般在秋末,它们会集体飞到南美洲的北部和加 勒比海沿岸过冬。而最近几年校园里经常会见到这样一些冬天里的不速之客,一些候鸟因为气候的变化正在悄悄改变它们的迁徙规律。 我想起返程飞机上邻座的一位老人告诉我的一个故事。他喜欢鸟,于是他在书房的玻璃窗外摆上几个喂食器,鸟儿到来的季节便可以更近地与它们共享生命与欢喜。 过去的三十多年里,他总是在四月初的某一天将准备了一个冬天的喂食器装满摆出去,两三天后候鸟的身影就会出现。而四年前三月的最后一天,他像往常一样坐在 窗边读书,却忽地听见有敲窗的声音,一番仔细辨认后他发现那是一只小小的蜂鸟在啄他的窗户:嘿,你把我的食物藏到哪里去了?老人取出了喂鸟器并给它装 满了新鲜的鸟食。这是一个他院子的常客,但从未在四月之前来过。全球气温变暖正在改变许多物种的物候规律。一个同事五年前曾参与了一项关于一千多个物种物 候变化趋势的研究,发现其中的超过百分之八十都在显著的朝着气候变暖的方向适应;另一项研究考察了一千七百多个物种的分布,发现它们在以大约每十年6.1 公里的速度向两极靠近,而春天也每十年提前2.3天来到地球。 卧龙的许多老人告诉我,现在的冬天远不及七八十年代时冷,他们不用再砍很多的柴烧来冬天取暖;高山上放牦牛的藏民们也跟我说,过去几十年他们的神山四姑娘 山的冰帽似乎越来越小了。在更多的人家能在冬天享用暖气供应的时候,似乎我的冬天却越来越短;在我们有了车可以在冬天出游时,却发现冰雪正在消融瓦解;在 城市人享受着工业发明带来的各种各样便易的同时,许多地方的农民却发现他们使用了上千年的节气已不再具有指导农业生产的意义。 当密歇根人从看着一辆辆SUV从他们的汽车厂里驶出的时候,他们可没想过这些铁疙瘩的尾气会造成这里的冬天越来越短,他们想的更多的是如何才能保住已濒临绝境的汽车企业里的饭碗。密歇根的冬天正在变短,但密歇根经济的寒冬也已经来临了。 如果,我们依旧无视这颗星球正日益上升的体温,也许今天是北极熊无处可藏,明天是因纽特人无雪可筑,而在不久的未来,我们的孩子将永远失去白色的圣诞与新年。
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全球合作碳减排的可行性问题:气候保护科学问题3
王铮 2008-11-10 07:37
当前对于各主要经济体都在研究如何制定一个 . 全球碳排放的可接受配额方案。要提出这样方案,涉及如碳的循环、温室效应的气候效应、经济增长过程及其能源消费,人口控制,以及人类的潜在适应能力和技术进步的因素等等,这就需要建模和模拟 美国经济学家 Nordhus ( 1991 )的 DICE 模型就是在这一背景下产生的模型。 DICE ( Dynamic Integrated model of Climate and the Economy )是将不同国家合并成一个全球尺度的模型,从而具有相同水平的产出、资本、技术以及排放量。其优势是可以比较可信地获知宏观变量(如温度、碳排放量及其它一些经济变量)的基本趋势,以及经济和环境系统之间的相互作用关系。 DICE 是将全球作为一个整体进行研究,因此不能对不同国家或地区的合作减排配额方案进行模拟。而事实上减排政策也是在国家层面上制订的,而非全球层面上。因此,为克服这一不足, Nordhaus 与 Yang ( 1996 ) 开发了一套多区域 DICE 模型,即 RICE ( Regional Integrated model for Climate and the Economy )模型。与 DICE 模型方程体系类似, RICE 模型仍由经济系统和气候系统构成。通过对 RICE 模型的构建, Nordhaus 与 Yang ( 1996 )通过设定不同的减排控制率以及碳税对全球合作与非合作的情景进行模拟发现,合作情景下能够非常有效地减少温室气体排放,而且不同的控制水平之间具有很大的差异,但合作总会给高收入国家带来一定的损失。这一成果成为了一些西方国家配额方案的基础。 然而, Nordhaus 的模型有两个弱点,第一没有考虑技术进步,第二没有考虑各国的 GDP 溢出。这两个缺陷导致了对发展中国家的不利,因为发展中国家是技术追赶型国家,在发达国家向他们低价转让技术时,发展中国家技术进步会更大。其次考虑到 GDP 溢出,也就从经济机制上追溯了发达国家的碳排放转移问题。对中国有利的研究必须考虑这两个问题。 对于技术进步问题, van der Zwaan et al ( 2002 )的 Demeter 模型构建了包含内生技术进步的 CO2 减排影响模型。其中,技术进步被看作为一个累积生产量的函数。模型主要分为两个部分来展开的,首先考察不包含干中学的部分,其次再考察包含干中学的部分。王铮,蒋轶红,张焕波等( 2006 , 2007 )基于新经济增长理论对原有的气候保护模型作了以下四个改进:( 1 )改写传统的 Cobb - Douglas 生产函数,将资本存量分为物质资本和人力资本两项,这样可以衡量作为生产要素之一的人力资本对经济增长的贡献。( 2 )研究了人力资本和教育投资、国民产出之间的关系,将人力资本内生到模型中,构造人力资本内生化方程。( 3 )通过考察发生在能源系统中的干中学过程,从而发现技术进步的另一个影响作用。( 4 )发现能源需求与其它社会经济变量之间的关系,并构造能源需求预测方程,从而建立起能源需求与国民产出之间的关系。但是这个模型技术进步不是完全内生化的,对于减排技术多样性、海洋的反馈机制、城市化的作用以及多国博弈行为都有明显不足。需要进一步突破。这个模型得到的结果是即使在自由排放条件下碳排放比预期的要降低。张焕波,王铮(2007)还设计了一个控制全球减排的方案,这个方案得到如果控制全球温度本世纪不超过2.5C,全球的碳减排努力可以明显降低。 对于各国 GDP 溢出问题, 2002 年开始受到重视( Grubb , Hope. , Fouquet. , 2002 ), Delling 等( 2004 )采用动态 CGE 模拟有溢出关系的各国减排问题,但是仍然没有考虑技术进步。王铮,黎华群( 2007 )结合 Mundell-Fleming 修正模型与 Pizer ( 1999 )的连贯状态型( State-contingent )模型和 Van der Zwaan 的 Demeter ( 2002 )模型,王铮,蒋轶红,吴静( 2006 )接合起来构建了包含内生技术进步的 CO2 减排影响模型,就对中美气候保护的 GDP 溢出建立了两国模型。模拟发现,无论两个国家中的任何一个加大生产性减排,对对方均有负面影响,但是均不减排又面临对长期发展的威胁。在中科院项目支持下,我们已经初步开发出一个包括中国、美国、欧美、日本、俄罗斯之间存在溢出,并且包含世界其他地区的 Nordhaus- van der Zwaan et al- 王铮结构的模型,目前不能解决的仍然是减排技术多样性、海洋的反馈机制、城市化的作用以及多国博弈行为和所有国家的溢出。 基于目前的面向全球经济的配额问题,我们的模拟发现,如果保持目前的技术进步速度的 2/3 ,国际合作,适当减排, 2100 年,把全球温度控制在 2 ℃ 内是不会引起全球经济衰退和中国经济衰退的。这个问题的关键是发达国家廉价向发展中国家转移节能技术,不然发展中国家因为技术进步投资而大大增加经济风险。当然,技术进步的不确定性也是一个需要深入研究的问题。
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碳排放政策的经济影响复杂性:气候保护科学问题2
王铮 2008-11-8 07:15
调整碳排放的产业经济政策的经济影响复杂性 碳排放其实离不开碳排放政策的调整。例如征收碳税、增加碳汇、改变进出口贸易物品、调节汇率和采用 CCS 技术都是调整政策,而这些调整政策必然冲击经济。因此需要从产业经济政策、税收、进出口、技术替代、能源替代等角度研究碳排放及其经济影响的复杂性。 针对产业政策对排放量和经济系统产生影响,西方国家在 1990 年代初就纷纷开展工作。采用的方法是可计算一般均衡( CGE )模型,通过一系列方程来描述一个开放(或封闭)的经济系统,如生产方程、需求方程、价格方程等等。消费者根据商品价格选取对一系列商品的消费组合使自己的效用达到最大;生产者(企业)投入资本、劳动力及中间产品进行生产,根据最终产品的价格以及生产要素的价格来确定要素投入比例以使利润达到最大。最后经济系统通过一系列闭合条件(均衡条件)达到均衡,如需求供给均衡、收入支出均衡等等。 CGE 模型通常假设在一个已处于均衡状态的经济系统上,对其中某些经济变量(如税收、转移支付等)施加一定程度的扰动,来判断该扰动对排放和经济带来的影响。根据研究的不同可以对 CGE 模型进行有针对性的设计。这类 CGE 里著名的模型有 OECD 的 GREEN ( 1992 , 1994 )模型和 LINKAGE (1995, 2005) 模型、美国西北国家实验室的 SGM ( 1994 )模型,美国能源部的 G-Cubed(1997,2004) 模型和日本国家环境研究所的 AIM ( 1994 )等模型。对于中国问题, Zhang ( 1997 )就用 CGE 分析这个问题,后来郑玉歆( 1999 ),王铮等( 2002 , 2003 , 2007 ),王灿等( 2003 , 2005 )都做了研究。 我国的产业经济政策对减排量与经济系统影响研究,尽管有了起点,但是目前具有两个弱点: 第一忽视国际作用。在国际上, Babiker ( 2005 )利用多区域(多国) CGE 系统研究了京都议定书的减排国际合作目标对全球宏观经济各部门能源密集型产品在全球布局产生的影响。 Babiker ( 2005 )构建的全球多区域 CGE 经济系统包括 7 个区域: OECD 国家,石油出口国家 OEX ,前苏联 FSU ,中印 CHI ,亚洲经济体 DAS ,南美经济体 DSM ,世界其他 ROW 。考虑了 7 组商品:煤 COL ,天然气 GAS ,原油 CRU ,精炼油 OIL ,电力 ELE 等 5 种能源产品以及另外 2 种非能源产品,能源密集产品 EIS 和非能源密集产品 OTH 。这一多区域模型在我国还没有见到报告,而它是在世界经济一体化下需要完成的。 第二已有工作基本上把国民经济产业部门划分为 17 个部门,过于粗糙,影响适应性。王铮课题组目前正在致力开发一个行业更细致的系统。但是目前遭遇有些技术可能,主要是数据问题和算法的适应性。 其实还有一个根本的问题, CGE 的动态化。现在所有 CGE 动态都在何必投入产出系数的演变,就是技术进步的作用,把现在的技术消耗用于未来,是一个地形的错误。当然目前有些进展, Fisher-Vanden 和 Wing ( 2008 )研究了不同研发( RD )类型对碳排放的影响。其中效率提高型 RD 有助于减弱能源强度,而质量改进型 RD 则会提高能源强度。 因此,就要发展动态 CGE ,动态 CGE 模型是将自上而下的 CGE 模型与自下而上的内生增长模型结合起来。既考虑了宏观层面的经济均衡,也同时照顾到了资本积累和技术进步等微观的企业行为,因此较静态 CGE 模型有更有利的优势。对于动态模拟,关键是投入产出表外推、其次是递推算法的相容性,这就引出大量的建模、数据采掘、算法问题。 总之,为了完成 产业经济政策对碳排放量和经济影响的复杂性 ,需要完成具有详细部门的国际贸易条件下面向碳排放政策与策略的有关产业政策的动态 CGE 开发。
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经济增长中的碳排放规律:气候保护科学问题1
王铮 2008-11-6 07:24
1992 年世界银行出版的《世界发展报告》重点且详细地研究了经济发展与环境恶化的主题,发现有的环境指标随经济发展进程开始好转,如安全饮用水和城市卫生,有的呈现倒 U 型曲线关系,如 SO2 和 NO2 ,但碳排放却在不断地增多加重。 1997 年联合国气候变化框架公约京都会议之后, CO2 被认定为主要的温室气体,碳排放也成为国际社会关注焦点。这时在科学上提出两个问题:碳排放的增长趋势与碳排放是否存在 EKC 曲线( Schmalensee,et al 1998 ) 。 关于碳排放趋势,首先是作为能源使用产生的碳排放。各种能源燃烧释放碳的机制已经清楚,现在的问题是能源结构如何改变,以及碳排放的变化。对于能源结构的演变,通常采用马氏链预测,因为能源设施一旦使用,符合马氏链特点。根据陈少峰( 2008 )预测中国的能源结构变化趋势估计, 2050 年,中国的能源结构分别为煤 47.3% ,油 19.0% ,气 13.1% ,非碳能源 20.6% 。但是,这个趋势没有考虑到到达一定时间资源供应和保障就业的需求,会影响能源结构。如一般认为,中国的煤炭消费不能低于总能源的 40% ,关于能源结构演化的这种复杂性,构成了未来 5 年的研究问题。 影响碳排放速度的还有产业结构变化和城市化速度变化。关于城市化率变化对碳排放速度的影响,陈锐( 2008 )发现存在城市化对产业结构变化的影响,但影响的不确定性因子很多,目前还没有明显的规律。 Mart nez-zarzoso ( 2008 )同样采用了随机 IPAT 模型,基于 95 个国家 1975-2003 年的统计数据,分析发现人口增长与排放之间存在正相关关系,而城市化率与排放之间的关系则并不单一,可以看到当城市化率较低时城市化率与排放量具有正相关性,而当城市化率较高时表现为负相关性,且这个分界点大约在城市化率 60% 左右。然而问题还不是仅仅存在一个转变点的问题,在这些城市化比较高的国家,他们实际上使用了节能产品,而节能产品的生产转移到了发展中国家,发展中国家生产节能产品产生了碳排放,因此需要就人口城市化过程碳排放的发生学机理进行研究,而且在一个全球范围内看,显然这个问题具有复杂性。 碳排放趋势还决定于技术进步的速率。王铮,王丽娟,吴静( 2008 )研究发现,无论中国还是美国,技术进步带来的能源降低都是以指数形式下降,现在的问题是这种下降速度是否稳定,特别是技术创新对碳排放的影响。查国内外相关文献,我们还没有发现关于技术进步与碳排放的定量分析结果与模型,实际上由于创新具有某种不确定性和涌现特征,我们需要在复杂性框架里研究这一问题,所幸的是,戴霄晔,刘涛、王铮( 2006 , 2008 )对创新的涌现问题发展了一个自主体模拟的模型,取得了很好的成果。 在这些变化中,最不确定的是经济冲击。 Moomaw 和 Unruh ( 1997 )以 16 个 OECD 成员国为研究对象,对碳排放强度和 GDP 进行图形显示,发现 1974-1975 年间,由于石油危机,导致了各国节能潮流,很多成员国出现了倒 U 型趋势。因此能源消费和碳排放的问题,需要在更为复杂的经济背景下研究。 另外,不仅是能源使用,一些生产过程也产生碳排放,例如水泥生产。这个问题涉及生产环节,分析不复杂,但是特别烦。中国目前还缺少这方面的研究。王铮、马晓哲计算发现,如果如果仅仅考虑能源的碳排放,人均碳排放最多的是山西省,如果同时考虑水泥生产等,人均碳排放最多的是山东省。由此可见,并非能源使用就可以说明碳排放问题。 关于碳排放趋势,其次的问题是是否存在碳排放的环境库茨涅兹曲线( EKC ) . Moomaw 和 Unruh ( 1997 )对能源使用产生的碳排放和人均收入数据进行三次拟合发现在,对应排放高峰的人均 GDP 为 12813 美元出现碳排放高峰。它似乎揭示 EKC 存在。何琼,王铮( 2007 )证明在技术进步条件下,只要投入环境治理, EKC 曲线存在。 Moon(1997) ,破除以往采用计量经济学方法研究 EKC ,转而从最优增长理论分析经济增长与碳排放关系,王铮,朱永彬等( 2008 )进一步给出在经济平衡增长条件下的模型与模拟形式,按目前的能源结构变化趋势和技术进步速度,中国 2040 年左右达到碳排放高峰。 Coondooa, Dindab(2008) 则通过计量经济方法估计了各个大洲创新 EKC 的可能性。 不过问题仍然存在复杂性, Roberts 和 Grimes ( 1997 )同样在 EKC 假设上研究碳排放强度。他们选取了 147 个国家 25 年间( 5 年为间隔, 1965 , 1970 , 1975 , 1980 , 1985 , 1990 )的碳排放强度和 GDP 数据,取对数并进行散点图和最小二乘法检验。通过按人均收入将被研究国家分为三组,发现高收入国家存在 EKC 曲线关系,中低收入国家不存在,由此推断 EKC 是高收入国家将高排放工业转移到发展中国家进行污染避难导致的, Roca 和 Alcantara ( 2001 )对西班牙进行研究,没有发现能源强度降低的趋势。不过按照何琼,王铮( 2007 )的工作,技术进步条件下,只要投入环境治理,全球 EKC 曲线是存在。 Friedl 和 Getzner ( 2003 )认为线性和二次模型不适用于奥地利,而三次模型更适用。结果发现 1960-1999 年间碳排放和 GDP 之间呈大写伽马型曲线。实际上在最近几年某些国家利用中国大陆没有碳税的政策,纷纷把碳排放高的企业搬到中国,导致中国碳排放飙升。王铮,陈邵峰等的研究发现美国、法国的碳排放高峰表现有大写伽马型特征,因此对 EKC 的研究需要深入,在理论上需要突破,对具体国家需要进一步分析。特别是要研究,在存在国际经济贸易和产业化分工的条件下,中国和主要国家是否存在 EKC ,这个 EKC 的峰值在哪里?
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仿渔家傲 国庆 及又是一旬流水账
王铮 2008-9-30 20:11
等待母亲神 王铮 余惠强摄 仿渔家傲 国庆 秋来乱云堆无序,百年焰火减欢喜,次贷狼烟三鹿疾。战危机,休醉神舟在天际。 万贯公财西国去,处长弄士如儿戏,独钓姜尚何人觅?俱往矣,公平为纲和谐举。 2008-9-19 到乌鲁木齐参加中国地理学会地图专业委员会学术研讨会会议。姚梓璇、余惠强、郭雁已经先行达到。让他们到会是希望能够开拓他们的眼界。兰州会议让我触感大。 候机室,听到邻中年妇女电话:查了 B 超,每天还得去化验,看看尿道有没有结石?尿道结石作 B 超看不见。,好了,三鹿还是获奖的。以后奶粉就从香港买。无语。 2008-9-20 今天是大会,我作了《基于 GIS 的空间运筹计算及其应用》的报告,空间运筹问题在我国基本上被忽视了,而且还有些不懂装懂的人说空间运筹的算法问题已经解决。我希望就这个机会宣传一下。会上新疆大学资环学院刘院长作报告提到新疆冰川在后退的同时有证据显示核心部分的冰川在加厚,这是一个很重要的东西!它说明全球变化没有简单观察的那么严重,它存在复杂性。 这次会议侧重地图,比兰州会议理论水平低一些,技术问题则受到重视。 会上负责会务的女孩都穿戴着维吾尔族服装,其中一个最漂亮的,一问是俄罗斯族。这种衣服下摆有点旗袍化,已经不是裙子了,这是一种文化融合吧。 2008-9-21 学生报告,让姚梓璇作的工作的一个中国地形的空间过程平稳性分析。这个认识对于地理信息表达是有重要意义的。本来要求姚梓璇以 1 : 25 万比例尺,但我发现姚梓璇作的东西比例尺似乎有问题,与夏海斌讨论发现数据转化时出现了问题,因此姚梓璇的结论只能说在 1 : 100 万比例尺下的。看来,对姚梓璇年级的关注不够。 下午去了新疆矿产博物馆,想让学生认识更多认识矿物岩石。可惜博物馆不开门。博物馆对面是新疆军区总医院。来了许多出租车,下的客人都是夫妻抱着孩子的。我们接着乘,司机说:这些就是信名牌、信获奖产品的。我们新疆产的奶不送礼,没有奖,就没有那个三聚氰胺。我心里沉重,转一想,现在新疆有个商业机会。 我们去了红山。虽然拄着拐杖,我还是爬上红山,去瞻仰了林则徐塑像。一个意外是红山上看乌鲁木齐,发现与 2004 年比较,乌鲁木齐变化很大。 红山下来,打不到出租车,确有许多黑车问,最后看着同学们都饿了,我投降了,坐了黑车。 乌鲁木齐一个问题是出租车少,黑车多。我想了机场贴的新疆八大怪,也填一句顺口溜:乌鲁木齐一大怪,打的要靠黑车载。 2008-9-22 会议考察,带学生上天池。余惠强认为今天是游玩,想在旅馆加班搞青藏高原健康保障系统,我命令他来了。沿途让学生注意了地带性变化,可惜看不到冰川。前几天赵军老师告诉我他们在天山冰川站看到了1号冰川已经退缩为两个山谷离的小冰川。我不知冬天能不能合拢。同车的有武汉大学毋教授夫妻,这使我特别想妻。 由于出发早,在山上见到了早上太阳辉映下的雪山和银光闪闪的湖面,很美,也叫人心旷神怡,只是人太多,破坏了宁静美。让郭雁给我照相,她不会取景,结果把天池石刻的天池照成了大池。一笑。让同学认真观察的河道的沉积物变化。与老一代比,我已经讲不出太多的东西了。 天池景区的餐饮业很差,中午的饭,一碗纯粹的牛骨头,剔除所有肉的,做了一个菜。 在天池写诗: 悲西王母:瑶池一吻动云海,醉酒胡儿起尘埃。八骏重振三万里,穆王只为斯人来。 又 悲盘古:醒来一振乾坤开,明睛化得天池在。三尺手杖云杉起,皓首灯下话伟哉。 天山下来游了大巴扎,商人说雪莲泡水能化结石,想到给万部长钢信之举: 维女几说雪莲奇,雪莲浸酒去结石。我愿身躯成雪莲,作药一味治国疾。 天池之晨 姚梓璇摄 2008-9-23 余惠强、郭雁天不亮就往西宁参加青藏铁路课题讨论,我与姚梓璇上午参观了新疆历史博物馆,我们是 11 点半到达博物馆的,排队者越百人,上午参观 2 批,少部分带孩子,这反映了对一般博物馆人群偏好水平。博物馆旅游兴起反映了我们国民素质的提高。 博物馆参观,重点参观了西域古文明,使得我进一步相信新疆文明是中华文明的一部分,中华文明一部分是由 苏美尔 文明经新疆传入的。在博物馆,我也想起了我那个锡伯族的朋友。人生的道路很漫长,关键的往往只有几步。 下午给新疆大学资源环境学院研究生做了学术报告。这是为了答谢新疆大学的热情款待而作的。中午我与刘院长李书记共餐,他们提到新疆奶制品没有问题,我建议他给自治区领导人写信,抓住机会,让新疆奶粉进军东部市场。 返回上海,姚梓璇、黄余明、吴健平与我同机。由于飞机晚点,改停浦东,夜间 3 : 26 分到家。因晚点太多又改了机场,有若干宁波客人拒绝下机。 按夏历昨天是吴静生日,我记岔了一天。孙翊说杨念提醒了他们。昨天,夏崔萃给吴静送了花,冒名顶替说:王老师安排的。 2008-9-24 一大早就接到 W 电话。。决定再给 W 部长写封信。我想到陆大道老师当院士前说他一直没有主持过大课题,英雄无用武之地呀!腐败,带了了这个国家的严重浪费科学人才浪费。 上午看了学生的毕业论文工作,发现姚梓璇的工作有困难,因为她参考的 □□、□□□文章 都没有把关键部分写出来。 下午肖小文、姚梓璇陪我上华山医院看了皮肤病。皮疾害我已经三个月了。开始是吃治疗腿的药的,有疗效,后来换了一个批次的药,浑身湿疹。我猜,药品造假了。 2008-9-25 讨论课题一天。吴静在讨论 减排模拟的情景设定和技术参数的基础上给出新模拟结果:保持发达国家和中国的技术进步速度和现有政策,其他国家技术进步速度接近中国技术进步速度,本世纪末温度即可以控制在仅上升 1.99C ,这个结论对要求发展中国家加大 CO2 减排是个挑战,同时它也要求各发达国家廉价转让能源技术。乐群课题组报告了他们关于各省碳汇成本建设的研究成果,他们只计算了造林费,偏低为习惯认为的 1/2 。 与王远飞、徐建华讨论了他们的书稿。 神七发射了,我在电话里问航天设计院的亲戚:奶粉都出问题了,中国增加产品造假的太多,你们的航天器不会用到什么造假的?我还真担心。她笑了:我们全部元件都是进口的。我心里一阵酸楚。记得 1970 年代末一次偷听敌台美国之音,美国人在辩论发展太空技术的必要性时,其中一个支持的理由说,可以解决就业问题。看来我们中国的发展太空技术也帮助美国解决就业问题。世界经济一体化,国家之间存在 GDP 溢出。 上海海岸带考察中的学生姚梓璇摄 2008-9-26 与朱永彬讨论修改给院里上报中共中央的报告,主要专有名词问题,给出的 2040为碳排放高峰年的 结论查不出错误。 查生产过程产生的 CO2 问题,我们仍然没有解决。落实了马晓哲、汪晶去作。与姚梓璇、熊文讨论了中国产业聚集趋势的 ABS 模型,我还有些没有想清楚,主要是产业聚集的空间选择机制,决定分头看文章,并招戴霄晔来问询她程序。 给 ** 去信,不回。但愿她是与我斗气而不是出什么问题。 面试了研究生计算机系推荐来的研究生。 2008-9-27 组织学生开了自我批评会议,找一找前一阶段的不足。安排新生就地形平稳性分析、中国交通最短路线数据库建设和水泥生产的碳排放问题开展研究。 见中国科技情报所武夷山先生转北卡大学人文学院院长提出的地理学 10 公理。我思考了地理学公理。我自己总结至少有五公理: 第零公理:地理事物总是独特的,找不到完全相同的可同等观察的第二个案例(这是哈特向思想的) 第一公理:空间相互作用的强度几乎随着距离衰减(这是一个古老命题)。 第二公理:基本的地理空间背景是均质平原,而均质平原总是受到载荷的干扰的叠加(这是克里斯泰勒思想开始的)。 第三公理:地理事物之间存在着不可忽视的相互作用(我在《理论地理学》的提法)。 第四公理:地理事物是进化的,具有历史继承性(英国学派的传统观点)。 2008-9-28 早上 8 : 30 出发,带学生就 908 项目专题《上海海岸带旅游业发展问题》开展调研。跑了奉贤、南汇和金山。奉贤的碧海金沙和金山的城市沙滩是人工的,外围见了净化水区,因为上海沿岸是泥滩,长江口的沿岸流南下。金山的规模约是奉贤的三倍,南汇是所谓滨海森林,不让进,我们围着外墙绕一圈,作为湿地树林,现在的森林公园没有有效利用。考察中,我让学生下水体验,只有姚梓璇下水了,毕竟是农民的女儿。考察持续到下午 19 : 30 左右才结束,乘着夜色,返回了华东师大,在工业区时看到两边工厂灯火,由于公路上无灯,远处灯火如梦幻世界。 由于许多景区包给了开发商。很多地方进不去,协商,花费大量时间。本来计划 5 : 30 赶回参加原学生施润和的婚礼,只能放弃。对不起了。 考察发现奉贤区域问题比较大,形象定位与实际的建设方针不一致,景区结构线条化。森林公园作为一个具有平面化的景区,没有葩嵌点。下一步规划重点是发展奉贤与金山的产品异质性,以及森林公园的活化。我认为,这是上海滨海旅游区最有潜力的地带。上海不缺钱,关键是要规划好,完成好治理模式。 从功能上看,上海城市滨海旅游带可以划分为三个景区群落:洋山工业旅游群落、奉贤 - 南汇滨海生态旅游群落、金山游憩活动旅游区。 2008-9-29 研究生开题一天,把吴一平、姚梓璇问题都理清楚了,至少 ABS 的模型结构清楚了。吴一平的模拟旅游圈结构特性,相对容易。姚梓璇的模拟区域产业聚集,难点在与产业转移与创新的结构复杂。计划余惠强研究计算模式,现在他的问题是原来的青藏铁路课题内容过于简单,不能作为研究基础。随文娟参加全国数学建模竞赛,未能来。 担心某生,发信说三点意见,望不做耳边风。 回到家很累,与那个可爱的孩子谈了他的童话。接着整理手机短信,发现今天收到了 4 个优惠售房短信,看来北京房地产已经不可阻挡地下滑了。想到应对危机政策模拟研究得不到支持,无奈,有一种凄凉感,受明庆忠教授贺国庆的渔家傲信,仿渔家傲写一首: 仿渔家傲 国庆 秋来乱云堆无序,百年焰火减欢喜,次贷狼烟三鹿疾。战危机,休醉神舟在天际。 万贯公财西国去,处长弄士如儿戏,独钓姜尚何人觅?俱往矣,公平为纲和谐举。 东海的余晖 王铮摄 (由于相机设置问题,时间应为2008、09.28)
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一旬流水账
王铮 2008-9-19 00:25
2008-9-10 今天到兰州参加中国 GIS 协会理论与方法作业委员会学术会议,吴静同来。寒旱所的派车到机场接了我们。住西北宾馆,蔡砥也来了。晚上,我,吴静、蔡砥开会讨论了《地理计算概论》写作计划,感到地理计算目前体系还不清楚。 2008-9-11 今天是大会报告,大会的水平不错。黎夏和岳天祥的报告优秀,不过他们分别把地理模拟限于非数值算法和数据拟合,有些偏颇。 我作了题为《 地理计算的模型及建模问题 》的报告。提出地计算模型包括: l 数据模型:最常见的 GIS 形式,由大量数据系列构成,它的模型形式有两种类型: 1 、以数据关系为基础的数字模型,如狭义的数字地球; 2 、以数据信息提取为目标的时空数据挖掘。 l 数值模型:以数学模型为基础的面向模拟的模型类型,如日本的地球模拟器。 l 非数值模型:以算法规则为基础的面向模拟的模型类型,流行的包括细胞自动机、以自主体为基础的模拟 l 计算模式模型:以网络计算模式为对象的模型 报告中,我批评了数据挖掘的形式化,也质疑了地球模拟器。 会上就数据同化定义与寒旱所李新发生争论。他认为数据同化就是根据观察值估计初值,从而得到更多的计算结果,是状态估计。我认为这样对一般地学没有意义,因为地学方程不清楚。为了使得同化有更广泛的地学意义,应该定义同化为根据观察值估计参数与初值,但是不包括方程的结构估计,从控制论看都是状态估计,换到泛函分析的观点,就是结构给定下的参数估计了。 2008-9-12 上午主持了个会场,吴静做了结合 GIS 的自主体模拟平台开发。下午开始中山大学张新长的同学,现甘肃省测绘局某处长带我们看了兰州的黄河,接着赶回会场,听了几个报告。晚上西北大学赵军老师及其研究生带我游览城市夜景。腿痛,没有走远。 2008-9-13 本来计划去武威,路上说天水市长已经安排好了,改去天水。这次考察除了旅游业我有个猜想,夏娃,就是夏的娲,娲是最初的女性领袖,也许是线粒体母亲。中国史书的夏不存在,而是一个时间更漫长的夏。 来到天水才知道天水旅游资源十分丰富,我过去认识不足了。 2008-9-14 中秋节,考察,作慰问信:大漠边城人未归,万里河山共清辉。虽难中秋同追月,为君三举夜光杯。 按妻的要求,晚上, 返回北京。 北京雨,未能见到月亮,不过毕竟赶回家了。 朱永彬电话汇报了他的动态CGE文献阅读的结果。 2008-9-15 修改李兵起草的报告,报告文字就有问题,内容是问题不突出,关键是要论证 RD 活动为什么现在需要也可能成为一个独立的中间产业。。 给天水市写了其旅游业发展的三点意见。 对天水的考察发现经济圈与旅游圈不重合,虽然给出了一种解释,还需要进一步研究,不过关于心理距离的想法可以作为模拟基础。 2008-9-16 上班第一天,上午参加了研究所基金评审。下午就国家经济安全政策模拟器问题,开展了讨论,现在的基础是动力学分析不够,投入产出表的外推方法不足。对于我提出的外推法,王帅提出了疑问,我题的方法,对于第一产业分析失效。晚上接着改李兵报告。 收到上海教委就我给韩正市长写的信的答复,仅仅给出了数据,没有回答关键性政策问题。我给上海领导人的信,每信必回,上海的行政管理水平就是高 2008-9-17 计算机又出问题,折腾一天。孙翊发现杨念编制的4区域投入产出表似有问题。 下午 16 : 00 许, W 处长来电,告诉我说与有关人员谈彻底崩了。其人对 W 处长找了上级领导司长很不满意。 W 说 ,赶快叫院长找部长吧,你们别自己找了。我感到把我们逼到绝路上了。 美国已经宣布救市,国家经济安全的问题已经迫在眉梢,我准备为课题一搏。同时时不待人,同意孙翊换论文题目,模拟可能的冲击对各区域收入和社会平等的压力。趁今年还有些课题费,能够维持。 2008-9-18 今天是918,注意到奶业危机和国际金融危机前兆,真是中华民族到了最危险的时候。然而我们能提出什么具体的意见呢,凭猜不行。加拿大已经把政策模拟器提高到1第16版了。 思考了一夜,决定就政策模拟器问题,给万钢部长写封信。经济危机有可能来了,国家太需要政策模拟器了。我只有最后挣扎了,希望部长能理解。 国际上六大银行行动了,国内也托市了。 见了中山大学的申请研究生的吕,人很好,有自信,可惜就是我们专业差距偏大,推荐给了陈锐。 吴静代表我去郑州作气候保护方案模拟结果报告。高林送来他们得CCS技术成本的估计,我们讨论了些问题。决定10月6日项目组开会讨论下一步的气候保护方案。不过现在最担心的是,金融危机问题。
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新旧照片对比显示喜马拉雅气候变化
热度 1 liuqiao 2008-9-18 16:52
照片显示的是珠峰相邻雪山 塔宝治峰(Taboche )6542M,上为澳大利亚登山摄影爱好者 Erwin Schneider于1956~1961年间拍摄的,下为2007年美国地理学家 Alton Byers拍摄。 塔宝治峰(Taboche )位于尼泊尔库巴谷( Khumbu Valley )。从上面两幅照片可清楚看到山坳间冰川的消失或规模缩小。 上述图片来自 World Water Week 2008 meeting in Stockholm , Sweden。 Published online | Nature | doi:10.1038/news.2008.1055 News | Nature |
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世界各国的碳排放量
王铮 2008-9-10 00:55
最近我的课题组计算完成了 1985-2005 年的各国碳排放量, 1985 年人类开始认识到二氧化碳的增温作用。我们可以看到,在过去 20 年,美国的人均碳排放量是中国的 9 倍。中国在气候保护谈判中,应该理直气壮地提出发达国家承担损失责任和更多减排义务。 中国 2004 年的人均碳排放量 0.99 吨碳,低于全球平均水平人均碳排放量 1.16 吨碳。其中美国 2004 年人均碳排放 5.5 吨碳, 计算表明,不实行减排, 到 2015 年左右而不是现在我国的碳总排放量超过美国成为第一大排放国,到 2100 年中国将达到 5.22GtC ,相比 2005 年增长了 245.34% ,总排放量占世界排放量的 26.14% 。但是从人均碳排放量来看, 2100 年中国的人均碳排量仅仅比日本和世界其他地方高,人均累计碳排放( 2005-2100 年)只比世界其他地区高,处于六个国家(地区)的倒数第二。从这点看,我国作为负责任的大国,我们有必要更积极地投入碳减排。尽管在 在过去的 25 年中,我国单位 GDP 的 CO2 排放强度年下降率达 5.4% ,能源增长均为 GDP 增长的对数函数,为全球减缓 CO2 排放做出了实质性的贡献。 发表此文也回答了黄庆先生上次对我提出的问题。 1985-2005 每年人均排放量(吨碳 / 年) 中国 0.554 前苏联 2.807 美国 4.803 日本 2.218 欧盟 2.657 其他国家与地区 0.390
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融化中的格陵兰
songshuhui 2008-9-2 10:49
Shea 发表于2008-08-21 星期四 9:15 分类: 环境 | | Alexandra Witze 文 Shea 译 北极最大的冰盖当真正在不可逆转地消融吗? 当人们谈论灾难性的气候变化时,格陵兰就会浮现在大家的脑海中。如果有人将其形容为转折点,那是再恰如其分不过的事了。21世纪人类的命运将很大程度上取决于这个岛上的冰。如果这些冰完全融化,那么全球的海平面就会上升7米。格陵兰冰盖的消失是人类首当其冲要面对的潜在气候灾害。 格陵兰冰盖的融化已经在毫无争议地、同时又是剧烈地进行中了。冰川就像下水管道中的老鼠一般涌向大海,带去了大量的冰山。在冰川封冻的表面上形成了巨大的湖泊,大量的水通过冰与冰之间的缝隙注入了冰盖中,由此可能会加快冰川滑入海洋的速度。在过去的4个夏季中,平均每年流失3800亿吨到4900亿吨的冰,超出它在冬季所能获得的冰量1500亿吨。 这个数字可不是一个小数目。不过这个数目和格陵兰290万立方千米的总冰量比起来至今还算不上什么。如此巨大的冰量使得格陵兰冰盖本身就具有一定的稳定性,因此不会出现冰盖突然消失的情况。但是如果存在来自外界的干扰因素,那么第一个消融的就会是格陵兰。格陵兰本身可以说是最近一个冰河时期留给我们的遗物,在当时造就它的气候环境已经一去不复返。即使排除人为的变暖因素,如果目前的格陵兰冰盖行将消失的话,那么以当前的气候状况,格陵兰岛上将不再会有冰盖形成。因此这一片冰盖其实就是一份遗产,只是这份遗产在时间上来的有点尴尬,而且相当的脆弱。 问题是,它究竟有多脆弱?到目前为止格陵兰冰盖是否已经升温,进一步的升温是否已经把它送上了一条不归路?如果情况还没有达到这个程度,那么我们距离这个转折点还有多远?当然格陵兰冰盖不会在明天或者下一个世纪就消失,但是在几千年的时间尺度上考虑这个问题就需要慎重对待现在已经出现的气候变化。最近的一份政府间气候变化专业委员会(IPCC)综合报告指出,在该委员会早先的科学报告里所给出的对海平面升高的估计中并没有完全考虑到格陵兰岛冰盖现在正在经历的变化。换句话说,IPCC已经把格陵兰看成是全球性灾害的潜在发源地。 但是至今这些急待需要回答的问题依然没有找到答案。这里面所需要的理论和模型还远没有完善。部分原因是缺少观测数据,因为好的数据可以清晰地向我们展现出变化的趋势。尽管每年夏天整个格陵兰岛会聚集大量试图探明冰盖融化过程和趋势的科学家,但是这其中缺少一个系统而长期的、可以真正全面回答格陵兰冰盖正在发生什么的计划。我们所拥有的数据可以用来回答是什么在背后驱使格陵兰产生这些变化的吗?美国俄亥俄州立大学的冰川学家伊恩豪厄特(Ian Howat)说,回答是绝对不行。 重力的诉说 为了以最佳的角度来审视格陵兰的融化,你需要进入太空并且寻求重力的帮助。重力反演与气候实验(GRACE)卫星是由美国和德国共同研发的两颗卫星。它们的轨道高度为500千米,彼此之间非常靠近。通过不断地交换微波信号,两颗卫星之间可以精确地测量两者之间的距离。在任何一个时刻,由于两颗卫星下方的物质对这两颗卫星的引力会稍有不同,因此它们之间的距离就会不断地变化。由此造成的微小距离变化可以用来反演计算出整个地球的重力场分布。由于地球内部和表面的物质也在不断的运动,所以地球重力场的分布也会随着时间发生变化。 GRACE的数据已经向世人展示了亚马逊盆地的水流随着季节是如何变化的,以及季风为亚洲的哪个含水层带去了充沛的水量。同时GRACE也会为格陵兰和南极洲冰盖流失提供了新的信息。我们手头上的大量有关格陵兰的数据,美国科罗拉多大学的冰川学家康拉德斯蒂芬(Konrad Steffen)说,都得益于GRACE。 对于每年夏天有多少冰融化目前还存在一些争议。美国加利福尼亚大学欧文分校的伊萨贝拉维利科格纳(Isabella Velicogna)领导着一个科学家小组对此进行了研究。他们采用了大尺度的方法,即以30天为周期对GRACE提供的全球重力数据进行平均。他们最近的一次估计显示,格陵兰每年有2110亿吨冰流失,且主要集中在格陵兰的南部。毫无疑问,事情变化得比我们预想的快,维利科格纳说。与此同时,美国宇航局(NASA)戈达德航天中心的斯科特卢思克(Scott Luthcke)则采用了另一种方法。他根据两颗卫星之间距离的变化计算出了地面小尺度范围内物质随时间的变化。他得到的初步结果是,包括2007年的夏季在内,格陵兰每年损失的冰量为1540亿吨。尽管这两个结果看上去差异很大,但是两个小组都在不断地强调两者有多接近,而且随着时间的推移这两种方法得到的结果会越来越靠近。尽管在数据处理上我们这两个小组采用了截然不同的两种方式,但是最后的结果在误差范围内彼此吻合,卢思克说,这说明,格陵兰的确有大量的冰正在流失。 GRACE同时也为冰流失量随着年份的变化提供了线索。尤其是2007年夏季,格陵兰表面温度达到了4-6℃,高于往年的平均温度,直接导致了5000亿吨冰的融化。这个值比2006年大了30%,比2005年的值也大了4%。卢思克说:2007年是令人震惊的一年。其他卫星的观测数据也支持了GRACE的结果。例如,雷达测量显示,格陵兰南部冰川向海洋运动的速度较以前快了许多。2007年12月份在旧金山召开的美国地球物理联合会会议上,维利科格纳公布的结果表明,冰、云和陆地海拔卫星(ICESat)使用激光测高仪获得的格陵兰冰盖海拔高度的变化数据支持了GRACE的结论。 上升中的格陵兰 需要额外的数据来补充GRACE的原因在于冰后回弹问题。今日如此之大的格陵兰冰盖在冰河时期仅仅是一个更为庞大的冰原的一部分。这个冰原最南可以延伸到俄亥俄山谷,最东面可以抵达乌拉尔山脉。如此巨大的质量把地壳压入了密度更高的地幔中。尽管当时绝大部分的冰早已融化,但是高纬度地区的大部分地壳还没有恢复到原来的位置。例如,由于高密度地幔对低密度地壳的浮力作用,斯堪地纳维亚半岛每年会上升9毫米。这一正在发生的回弹会给分析GRACE的数据带来不少的困难。 :用于测量的GPS基站。 也许不久的将来一个全球定位系统(GPS)接收机网可以为此提供一些帮助。按照这个计划的领导者、美国俄亥俄州立大学的迈克尔贝维斯(Michael Bevis)所提供的消息,2007年夏季一个由美国、丹麦和卢森堡科学家组成的小组在格陵兰岛边缘没有冰且由岩石组成的地方安装了24个GPS基站。这些接收机可以用来测量格陵兰岛的岩床随着时间上升的情况。格陵兰GPS网(GNET)是极地观测网(POLENET)的北半球部分,POLENET的目标是在两极测量冰后回弹以及其他的现象。按照计划,GNET最终会在格陵兰安装50个基站。我们必须大幅度地完善冰后回弹模型,否则GRACE对格陵兰和南极所获得的测量结果的价值极为有限,贝维斯说,如果我们能去除这部分干扰,那么GRACE将成为迄今在测量冰量流失方面最有力的工具。 GNET的基站都将安放在格陵兰岛的岩石岸边,而且基本上都位于偏远地区。它们需要大量的电力储备以便能在漫长的冬季继续工作。截止到目前,2007年夏季安装的基站中已经有5个停止了工作。该小组计划在今年夏天修复这些基站并且手工恢复数据。 这一切都使得GNET的运营成本变得有一些高昂。去年夏天该项目就花费了1百万美元,而与往年持平的预算、上涨的燃油价格以及疲软的美元将使得今年的事情将变得更加得难办。安装GNET其余的基站不得不再花两年的时间,而不是原计划的在2008年全部安装到位。 GNET所用的接收机非常昂贵而且笨重,但是具有极高的精度,而且原则上也十分耐用。另一种监测手段正好与此相反,那就是在格陵兰最活跃的注出冰川的前锋安装廉价的GPS设备。这些厚重的冰流会通过峡湾注入格陵兰周围的大海。十年前,科学家们认为这些注出冰川从冰盖中心向下运动的速度非常缓慢。但是近年来,冰川移动的速度就像过山车,忽快忽慢。 :GPS基站分布图以及格陵兰冰量损失随时间的变化图。 一切都从十多年前最大的注出冰川雅各布港(Jakobshavn Isbrae)冰川开始。雅各布港冰川位于格陵兰岛西岸,它一举成名的很大原因是,来自于这个冰川的冰山撞沉了泰坦尼克号游轮。在1992年到2003年间,雅各布港冰川的运动速度从每年5.7千米加速到了每年12.6千米。这真是惊人的变化,美国华盛顿大学应用物理实验室的冰川学家伊恩乔因(Ian Joughin)说,十年前没有人会预料到格陵兰最大的注出冰川的速度会翻倍。冰川运动的速度越快意味着有更多的冰会注入大海,与此同时中心冰盖也会变得越来越薄。 在东海岸,格陵兰岛的另外两条大型的注出冰川也开始了加速运动。黑尔黑姆(Helheim)冰川和康格尔隆萨克(Kangerdlugssuaq)冰川也分别于2002年和2005年开始加速,但这一过程充满了反复。以黑尔黑姆冰川为例,由于前锋融化的速度大于新的冰注入的速度,在2001年到2003年间黑尔黑姆冰川后退了超过3千米。随着冰量得到补充,之后在2005年黑尔黑姆冰川再次开始向前推进。NASA的大地(Terra)和水体(Aqua,拉丁语中意为水)卫星所提供的遥感图像清晰地反映出了黑尔黑姆冰川的巨大变化。由于我们只有短短几年的观测资料,因此这里面必定存在着许多变数,乔因说,我们并不知道我们看到的是不是一个长期变化的开端。 乔因以及其他人怀疑,注出冰川的前后反复和冰川挤压通过的峡湾地形有很大的关系。冰川会一寸一寸地向前推进,直到它注入海洋的最前端崩解成为冰山。这一过程可以释放出冰川内部的应力。 但是这一过程并没有看上去的那么简单。过去,冰川向前推进,由于注入海洋的部分过长进而崩解形成了冰山。但是现在,在向大海推进的过程中冰川就发生了崩解。这一现象意味着什么目前还不清楚,但是它确实说明冰川的运动模式已经和几年前相比发生了根本的改变。这是我们无法预言的,斯蒂芬说。 但是不可预知的事情曾经也不是没有发生过。在20世纪20年代,格陵兰经历了一次快速的升温过程。在十年的时间里,格陵兰的年平均气温升高了超过2℃。美国俄亥俄州立大学的气象学家贾森博克斯(Jason Box)和他的学生亚当赫林顿(Adam Herrighton)正在查找有关记录,他们想知道当时这一升温过程对三大注出冰川有什么影响,以便可以借鉴这一案例用来预言未来的情况。他们通过一系列的地图发现了康格尔隆萨克冰川的变化。在20世纪30年的早期,康格尔隆萨克冰川向上游后退了约10千米可能在一次崩解事件中就损失了70平方千米的冰。博克斯说,这一崩解事件是意料之外的,它造成的冰量流失需要好几年的时间才能恢复。同时这一事件也预示,近些年来看到的冰川对升温的一系列反应正是预期中的。 :格陵兰冰川的崩解率正日益增高。 另一个研究的方向是海洋温度与空气温度相对对注出冰山的影响。豪厄特说,2003年夏季海洋的温度较高,这恰好对应了注出冰川急剧加速的时期。但是对海洋温度和冰川退缩之间相关性的研究还很少。海洋在我们的地图上完全是一片空白,豪厄特说,巨大的格陵兰冰盖为大海所环绕,很自然地你会想知道在水里到底发生了什么?一些科学家已经把这个问题定为了他们的下一个研究方向。 冰川上的湖泊 围绕着格陵兰的海洋自古以来就已存在,但是夏季出现在格陵兰冰盖上的湖泊则是史无前例的。冬季那里是皑皑白雪,到了夏天则变成了一汪汪的蓝色湖水。在方圆5千米的冰盖上夏季可以融化形成超过1000个较浅的湖泊。这就像是美国的明尼苏达州,唯一的不同是这里的一切都是白色的。 2007年是研究冰川表面融化重要的一年,因为在那一年有了重要的发现。高压天气系统使得格陵兰夏天的大部分时间都处于晴好天气,这样阳光就可以毫无阻挡地照到冰盖上。戈达德航天中心的马科特得斯科(Marco Tedesco)说,2007年夏季比往常多持续了25-30天,方圆1.9万平方千米的冰融化成了水,这相当于威尔士的面积。在高海拔地区这一效益尤为显著,因为热空气会影响到更高的地区。海拔2000米及以上地区冰盖融化的面积超过了原来的1.5倍。 :由冰隙下渗的融水会加速冰川的运动。 甚至在5月到8月的夏季,科学家们必须要把冰盖上的仪器基座插入冰面以下2-3米,才能确保冰盖的融化不会殃及这些设备。水造成的问题并不是主要的麻烦,主要的麻烦是融化的不可预知性。目前已经知道,借由冰盖中未知的缝隙,1天之内可以从冰川表面的融化湖泊中排出1千万立方米的水。期间会出现巨大的瀑布,但也许第二天瀑布就会消失。目前还不清楚水到底是如何从冰川顶部流到底部的,一旦搞清楚水的流动方式将有助于回答一个更为关键的问题水是否流到了冰盖的最底部进而加速了它的运动和融化?在格陵兰灾害学家中这是一个老生常谈的问题,但是水的下渗究竟到了什么程度、它如何解释GRACE观测到的冰的流失以及它最终对海平面的影响目前仍然还是未知数。 重返埃姆间冰期 突然出现的变化导致了一些对以前的冰盖动力学模型的疑问。冰盖动力学模型认为即使是快速的变化也要花上几个世纪的时间。在过去短短的5年时间里,我们就发现了冰川正在瓦解,所以我们的模型完蛋了,豪厄特说。但是预言这一过程到底进行到了什么程度并不是一件容易的事情。一些人相信局势发展的速度并没有科学家们想像的那么快。预言的前提是彻底而全面的监测。如果你想通过你的模型可靠地预知未来,那么就必须严密监测你的模型中所发生的自然过程。比利时布鲁塞尔自由大学的冰川学家菲利浦哈伊布莱希茨(Philippe Huybrechts)说:目前还无法建立冰川模型,因为观测数据还远远不够。科学家们也许在冰川上能看到冰川锅穴的形成或者是注出冰川的崩解,但那仅仅是你在某个季节中的某几个星期在某个地点所看到的情况,哈伊布莱希茨说,目前还没有办法把这些观测结果推广到整个冰盖,进而用于冰川活动预报。 目前,全世界最好的冰川学家正忙于解释格陵兰已经发生的事情,还无暇顾忌将要发生的事情。但是一些人正在改变这一状况。美国堪萨斯大学的科尼利斯范德维恩(Cornelis Van der Veen)正在尝试改进冰盖模型。他的想法是,先把重要而未知的东西理出来,然后各个击破。一个注出冰川的加速并不意味着就是世界末日,他提醒说,但是如果一个地方所有的注出冰川都在加速,那么这就说明有一些我们尚未知晓的事情正在发生。而且这绝对不是花几个月就能搞清楚的事情。 在搞清楚冰川为什么加速之前,你很难建立冰川加速的模型丹麦哥本哈根大学的多尔特达赫-杰森(Dorthe Dahl-Jensen)说,观测是第一步,认识是第二步。第三步是建立模型、预报未来。我们目前正处于第二步,试图认识现象背后的机制。 这其中的一条途径是借住于古气候学研究。达赫-杰森正领导一个小组,他们计划在未来几个夏季去格陵兰西北部钻取2500米深处的冰芯样本。这一北格陵兰埃姆间冰期钻探计划将填补格陵兰几十年来在12万年前埃姆间冰期也就是最近一次间冰期的古气候资料上的空白。达赫-杰森说,了解格陵兰在埃姆间冰期时的情况将帮助科学家认识在温暖的气候条件下格陵兰冰盖的运动行为。埃姆间冰期时格陵兰的温度比现在大约高5℃,但是海平面只比现在高1或者2米。而且在格陵兰岛上只要钻探得足够深,冰芯中总会夹杂有来自埃姆间冰期的一些冰块。达赫-杰森说:格陵兰冰盖的主体在埃姆间冰期中幸存了下来。他还认为,对这一间冰期冰芯进行更多的采样也许能有助于搞清楚,在埃姆间冰期温度高于现在的情况下是什么因素使得格陵兰冰盖能够依然得以保存的。 但是这并不是鼓舞人心的消息,因为全球变暖的效应在两极地区会被放大。只要全球温度平均升高2.5℃,格陵兰即可升温5℃,而前者的可能性是极大的。此外,另一个重要的原因是最近发现格陵兰岛北部的海冰已急剧减少。格陵兰海域漂浮的海冰由于其温度低再加上反射率高,因此可以起到制冷的作用。但是这一制冷作用对格陵兰究竟起了多大的作用,目前还不清楚。 长远的眼光 采集更多过去和现在的数据也许可以帮助我们解开格陵兰冰盖的未来之谜。但是现在,事情似乎正在变得越来越复杂,而不是越来越简单。每一年都会获得新的数据,于是每一年都会对格陵兰彼此联系在一起的冰盖动力学、流量、冰川涌浪有新的认识。我们眼前的信息实在太多了,美国缅因州大学的冰川学家利斯特恩斯(Leigh Stearns)说,每个夏天都会给我们带来一些截然不同的东西。 不过即便我们所能获得的信息十分丰富,它依然缺乏系统性。诚然,格陵兰真正的危险在于完全融化,而真正有价值的工作是可靠地预知融化所需要耗费的时间以及由此造成的海平面升高的程度,但是对格陵兰的研究还远没有覆盖到冰盖的每一个角落和每一条冰缝。一个办法是使用无法驾驶飞行器巡查冰盖,搜集诸如冰盖表面融化湖泊的深度等有关的数据。但是这说起来容易做起来难,为此2007年8月美国科罗拉多大学的博士生约翰阿德勒(John Adler)进行了一些测试。他把三种型号的商用无人驾驶飞机运到了格陵兰康克鲁斯瓦格机场,并且在融化湖上空测试飞行了一个星期。尽管其中也遇到了一些故障,但是他说,和现在使用直升机载人去现场勘察相比,无人驾驶飞机可以更廉价、可重复性更强地对某个区域进行勘测。即便如此,为了满足需要无人驾驶飞机必须满负荷运转。但是面对格陵兰的冬季,无人驾驶飞机也会显得无能为力。 从长远来看,人造卫星应该可以提供最清晰的观测资料。Terra和Aqua卫星,再加上欧洲的环境卫星(Envisat)以及其他的地球表面监测卫星,正定期地监测注出冰川的前进和后退。尽管存在一些反复,ICESat上的测高仪发现格陵兰的冰盖正在变薄。ICESat的下一代ICESat-II目前也已经投入使用了。同时,欧洲空间局也正准备发射冰层厚度测量卫星冰卫星(CryoSat)的下一代卫星,第一代冰卫星在2005年发射过程中发生了爆炸。 然而,在获取和使用对地观测数据上还存在着很大的问题。例如,一家美国公司原计划收购加拿大的Radarsat-1和Radarsat-2卫星,但是今年4月份加拿大政府否决了这一交易。 另外,即使你有了合适的卫星,也不是每件事情都能在太空里完成的。目前只有为数不多的科学家把格陵兰做为了他们的主要研究对象。因此在从今往后的几十年里,这极有可能导致在资源分配上出现最缺乏远见的不公现象。北极地区的气候变化速度已经超出了人们的预期,而豪厄特指出,海洋的显著缩减可能是人类看到过的地球表面最大的变化。了解并且应对这一变化对地球上的冰量有何影响无疑是当前的首要任务,他说,这是一个急需研究的关键课题。 标签: 冰盖消融 , 格陵兰 , 气候变化
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地球轨道周期:撒哈拉沙漠5000年前曾是生命绿洲
杨学祥 2008-8-21 04:26
  新浪科技讯 北京时间 8 月 18 日 消息,据英国每日邮报报道,撒哈拉沙漠是世界上最大同时也是自然条件最为恶劣的沙漠。但考古学家们近日却在撒哈拉沙漠发现了一个 5000 年前的墓穴,并从中发现了一个女人和两个小孩的骨骼。这表明在数千年前,撒哈拉沙漠曾是一片充满生机的绿洲。   美国芝加哥大学教授保罗 - 塞里纳和他的同事们在非洲国家尼日尔境内的撒哈拉沙漠中寻找恐龙化石时,在素有沙漠中的沙漠称号的泰内雷沙漠中发现了 3 具 5000 多年前的人类骨骼。研究人员们发掘这 3 具骸骨的时候,发现有两个孩子在一名女子的怀抱中,他们用小小的双手紧紧抱着母亲,其中一个女孩仅 11 岁大。保罗 - 塞里纳说,这些惊人的发现对研究撒哈拉早期时候的文明提供了线索,当撒哈拉沙漠还是多雨潮湿的绿洲的时候,那里到底发生了什么,后来又怎样变成了现在贫瘠的沙漠,科学家通过这些发现可以进行更加深入的研究。   发现骨骼的这个地方被称为 Gobero 遗址。早在 2005 年和 2006 年,科学家们已经在这里发现了 200 多个人类墓穴。还包括一些动物、大型鱼类和鳄鱼的骨骼。这些动物显然不属于沙漠,它们的存在意味着当地曾经是一个湖泊。而此次三具骨骼下的用花草做成的床再次显示,当年这一带曾水草丰茂。保罗说:我们来到了一个绿色的撒哈拉。我们到的地方发现了很多动物的骨头,但它们根本不能在现在荒凉炎热的沙漠中生存,我才意识到撒哈拉沙漠以前可能是绿洲,这些遗骸的主人就生活在撒哈拉沙漠还是绿洲的年代。当时人们居住在这里的时候,它可能还是一个美丽的湖。   研究人员发现,这些不同寻常的墓地提供了曾经生活在这里的两个文明的线索,他们 5000 多年前生活在这里的时候,当时的撒哈拉沙漠还是潮湿的,并且处处显得绿意盎然。这从那三具人类骨骼躺在花做成的床上就可以看出。通过研究人类骨骼,科学家们发现他们属于两个不同的人种,存在的时间差了千年。第一种人被称为克菲安人,他们以猎杀野生动物和捕鱼闻名。考古学家推测,他们是 10000 年到 8000 年前,撒哈拉最湿润的时候定居在这里的。克菲安人非常高大,有的能长到 1.8 米 。   第二种人生活在距今 7000 年到 4500 年前,被称为特纳里安人,他们的身材比克菲安人矮小,可能靠打猎、捕鱼及养牲畜为生。腿骨显示克菲安人男子有发达的腿部肌肉,这暗示他们的食物中含有丰富的蛋白质。 美国亚利桑纳州立大学考古学家克丽丝 - 斯托贾威奇说,很难想象两个生物学上差异极大的人种,相隔千年却偏巧生存在同一区域,死后还能够埋在同一个地方。两种文化间隔的 1000 年可能是一段干旱时期,湖泊消失,生存困难,人们只得转向别处求生 。 考古学家推测,第一种人被称为克菲安人,他们是 10000 年到 8000 年前,撒哈拉最湿润的时候定居在这里的。第二种人生活在距今 7000 年到 4500 年前,被称为特纳里安人。这些推断符合地球轨道变化和海平面变化的历史纪录。 地磁场是由绕核旋转的环形电流产生。太阳斥力(光压和太阳风)不仅压缩了地球空间磁场形成外磁尾,而且压缩了液核磁流体形成内磁尾和内核的向光偏移。随着太阳在南北回归线之间的相对摆动,内核也有一个一年周期的南北振动。因目前近日点在冬至,这种振动的总趋势是内核向南半球偏移,南半球是热半球,南半球海底扩张和热点岩浆噴发达到极大值。与此相反,一万年前近日点在夏至,内核向北半球偏移,北半球是热半球。这就是内核南北振动的地球轨道效应,它与米兰科维奇天文冰川周期一样,是地球气候变化的重要因素 。 内核南北振动造成的气候变化历史是: 1.65~1.10 万年前近日点从春分到夏至,内核向北半球偏移并在 1.10 万年达到最大值,形成北半球内能释放高峰和北半球冰盖的最大融化期 ;在 1.10~0.55 万年前近日点由夏至到秋分,内核回归地心,内能释放在 0.55 万年达到最小值,北半球逐渐变冷,降水量也逐渐变少。这是 0.55 万年前毁灭性气候变化突袭撒哈拉大草原的原因 ; 0.55 万年前 ~ 公元 1250 年近日点从秋分到冬至,内核向南半球偏移并在 1250 年达到最大值,形成内能向南半球释放高峰。这正好对应中世纪暖期 ; 1250~6750 年近日点从冬至到春分,内核回归地心,内能释放逐渐减弱, 16~17 世纪小冰期气候表现出这一变化趋势。变冷高峰将出现在公元 6750 年。最大的地球轨道偏心率和最大的黄赤交角将强化这一效应, 4 万年后的偏心率最小值将导致冰期降临。在太阳活动增强时,增强的太阳风可以把磁层顶到地心的距离从 8~11 个地球半径压缩到 5~7 个地球半径,引起内核的大规模振动。它可以解释气候万年、千年、百年和十年尺度的变化 。 许多人注意到冷气候与强地磁场的对应关系 ,已发现地磁场强度有明显的 2 、 4 、 10 万年调制周期 。地磁层漏能效应、臭氧洞漏能效应和内核振动是气候变化的合理能量机制 。地磁层使大部分太阳高能粒子沿磁层顶流失,阻挡太阳能量进入大气层 。地磁偶极矩近百年来减少了 5% ,与气候变暖和臭氧减少相对应;而 60 年代地磁偶极矩波动变化,与气候变冷和臭氧增加相对应。增强的太阳风是破坏臭氧的原因之一,而臭氧在大气层的不均匀分布所造成的太阳能量不均匀分布,是气候异常变化的原因 。关于内核振动的研究由来已久。早在 1982 年,张焕志根据卫星测量数据,计算出内核振动的振幅为 790 米 ,振动中心距地球质心 3 公里 左右 。任振球用内核振动解释地幔热流的上涌,并最早提出北半球变冷是撒哈拉沙漠化的原因 。这些有启发性的工作值得进一步深入研究。 图 1 地心内部流体物质分布图 图 2 磁场使得地球免遭太阳风的损害   新浪科技讯 北京时间 8 月 20 日 消息,据国外媒体报道,德国科学家日前称,他们最近在一项研究中发现,地球内部流体物质的运动能够改变地球保护性磁场的强度。而这种地球磁场的突然变化会使得人造卫星和其它太空设施更加容易遭到高能辐射的损坏。   在最新一期的《自然地球科学》杂志上,德国科学家公布了他们的这项最新研究成果。地球磁场的逐渐弱化过程,可能会持续数百年甚至数千年。但是,最新的研究发现,地球磁场在近几个月内发生了数次规模较小、但变化更快的波动。地球磁场的变化可能会使得卫星处于无保护状态,直接面对太阳的高能辐射。根据过去 9 年的卫星数据,德国 GFZ 地球科学研究中心的科学家们建立了一个全新的流体地心实验模型。实验结果表明,地核内部的突然流体运动可能会改变地球周围的磁场。   据德国地球物理学家麦奥阿拉 - 曼弟亚介绍,近几个月的磁场变化主要发生于南大西洋异常区。即便在变化之前,南大西洋异常区也一直都是地球磁场的一个薄弱点。地球磁层位于地面 600 至 1000 公里高处。磁层的外边界叫磁层顶,距离地面约为 58000 公里 。地球磁场形同一个泪珠状的泡泡,可以有效地阻挡来自太阳的高能辐射。地球磁场最大的变化,就是大约发生于 78 万年之前的地球磁极翻转。在过去的几千万年中,地球的磁场消失过很多次。最近 150 年来,地球磁场正在以至少 10% 的速率迅速弱化,这是地球南北两极将要互相翻转的信号。而近年来的一些研究也表明,地球磁极的下一次翻转即将发生。      地球磁场并不是孤立的,它事实上会受到外界扰动的影响。地球磁层位于地面 600 至 1000 公里 高处,磁层的外边界叫磁层顶,离地面 5 至 7 万公里。在太阳风的压缩下,地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远,形成一条长长的尾巴,称为磁尾。在磁赤道附近,有一个特殊的界面,在界面两边,磁力线突然改变方向,此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微,厚度大约有 1000 公里 。中性片将磁尾部分成两部分:北面的磁力线向着地球,南面的磁力线离开地球。 关于地球磁场的形成原因,一种关于地球磁场成因的假说认为:地球磁场的形成原因和其它行星的磁场的形成原因是类似的,地球或其它行星由于某种原因而带上了电荷或者导致各个圈层间电荷分布不均匀。这些电荷由于随行星的自转而做圆周运动,由于运动的电荷就是电流,电流必然产生磁场。这个产生的磁场就是行星的磁场,地球的磁场也是类似的原因产生的。这个假说和各个行星磁场的有无和强弱现象符合的非常完美 。 地磁场的变化不仅表明地球内部磁流体的运动状况,而且显示了地球内核南北振动状态和地球内部热量的释放。伴随地球轨道的近日点在 1250~6750 年从冬至到春分,内核回归地心,内能释放逐渐减弱, 16~17 世纪小冰期气候表现出这一变化趋势。变冷高峰将出现在公元 6750 年。人为的全球变暖可能减缓这一自然进程。 参考文献 1. 刘妍。考古发现撒哈拉沙漠 5000 年前曾是生命绿洲。 2008 年 08 月 18 日 09:34 新浪科技 http://tech.sina.com.cn/d/2008-08-18/09342397034.shtml 2. 杨学祥,张中信,陈殿友,等。地核能量的积累与释放。地壳形变与地震。 1996 , 16 ( 4 ): 85~92 3. 杨学祥,王莉。地球质心偏移与各圈层形变。地壳形变与地震。 1995 , 15 ( 4 ): 23~30 4. 杨学祥,陈殿友,张中信,等。地球內核快速旋转与全球变化。同 13 , 1997 ,( 2 ): 53~55 5. 杨学祥,陈殿友。火山活动与天文周期。地质论评。 1999 , 45 (增刊): 33~42 6. 杨学祥,陈殿友,宋秀环。太阳风、地球磁层与臭氧层空洞。科学( Scientific American 中文版)。 1999 ,( 5 ): 58~59 7. Sarah Simpson. 撒哈拉的沙漠化。科学( Scientific American 中文版)。 2000 ,( 1 ): 70 8. Lamb H.H. . 气候的变迁与展望。北京:气象出版社, 1987 。 343 9. 洪业汤,姜洪波,洪冰,等。近六千年地表温度和太阳变化的高分辨率记录对比研究。中国学术期刊文摘(科技快报)。 1999 , 5 ( 12 ): 1521~1522 10. 杨学祥。厄尔尼诺构造运动的周期证据。中国学术期刊文摘(科技快报)。 2000 , 6 ( 2 ): 201~203 11. 杨学祥。潮汐形变的计算与厄尔尼诺发生规律。中国学术期刊文摘(科技快报)。 1999 , 5 ( 11 ): 1448~1449 12. 杨学祥,牛树银,陈殿友。深部物质与深部过程。地学前缘。 1998 , 5 ( 3 ): 77~85 13. 杨学祥,陈殿友。地球差异旋转动力学。长春:吉林大学出版社, 1998 。 155 14. 杨学祥。臭氧洞漏能效应及其形成原因。见:中国地球物理学会编,中国地球物理学会年刊。合肥:安徽科学技术出版社, 1999 。 191 15. 张振克,王苏民,吴瑞金。小冰期气候变化的影响因素及其对未来气候的启示。自然杂志。 2000 , 22 ( 3 ): 173~176 16. Channell J.E.T., Hodell D.A.,McManus J. And Lehman B.. Orbital modulation of the Earths magnetic field intensity. Nature. 1998,394:464~468 17. 杨学祥。地磁层和大气层漏能效应。中国学术期刊文摘(科技快报)。 1999 , 5 ( 9 ): 1170~1171 18. Crutzen P.J. et al. Solar proton events: stratospheric sources of nitric oxide. 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转发:地震和气候有什么联系吗?
杨学祥 2008-8-14 05:46
转发者按: 孙士宏研究员指出,地震和气候都是地球上所表现的自然现象,它们之间存在互相影响是必然的。中国汶川地震造成直接经济损失8,437.7亿元人民币。其中工业企业直接经济损失961.8亿元人民币;农业直接经济损失404.2亿元人民币。如果我们能观察细微的气象变化预知地震,就可以减少突发地震的伤亡和损失。潮汐变化对气候变化的影响可以解释与地震和余震的对应性的部分原因。它们都是地震的触发因素。在厄尔尼诺和拉尼娜转换期间,东西太平洋海面反向升降20-40厘米,导致太平洋地壳跷跷板运动,是环太平洋地震带和火山带地震火山活动频发的原因 。 赤道信风使暖水集中在赤道西太平洋,冷水集中在赤道东太平洋,温差为 3~ 9 ℃ ,高差为 40~ 60cm 。当厄尔尼诺到来时,情况发生逆转。由于地壳均衡原理和水均衡作用,东西太平洋地壳在拉尼娜事件和厄尔尼诺事件交替中至少分别升降 13~ 20 cm ,引发地震活动和火山活动,由此引发的地壳均衡运动具有东西太平洋地壳反向升降的特点,与潮汐引起的太平洋地壳跷跷板运动完全相同。两者叠加,相互加强。因此,在拉尼娜和厄尔尼诺转换时期,环太平洋地震带的地震活动非常活跃 。 转发:地震和气候有什么联系吗? 地震和气候都是地球上所表现的自然现象,它们之间存在互相影响是必然的。例如,大气压力对地震具有触发作用,在总结以往大震发生过程时发现,在大震前的一个多月,震中区及其附近月平均平均气压的变化最大。并且,月平均气压的量值大多是当地历史气压变化记录的最大值或次大值。唐山地震时,天津7月份平均气压是40年来从未有过的最大值。 再如,华北和西南的大地震活动与震前多雨有关。通常,震前大约一个月左右的时间内,降雨量最多的中心区域往往就是未来地震的震中区。在某些条件下,大雨可能引发地震。 反过来,有研究表明,大地震发生前,由于积累的巨大能量,他能改变台风的走向,引导台风推进。如唐山地震前,在我国东南沿海登陆的一次台风,一直北上至华北。这次8级地震前,在缅甸登陆的强大飓风有可能是因受到8级地震的引导,转向登陆缅甸。 而无论是地震还是气候,都受到来自太阳活动的影响。有证据表面,我国大陆许多强震都是在太阳黑子活动处于低值年内发生。1976年唐山7.8级地震与这次汶川8.0级地震都是在低值年发生的。 地震和其他自然现象之间的关联性,为我们探索地震的发生规律,开展地震预测提供了一种方法途径。多年来,我们在这一方面也一直在开展深入的研究。 孙士宏研究员提供 http://www.csi.ac.cn/sichuan/ssh080530002.htm   【综合财经】中国汶川地震造成直接经济损失8,437.7亿元人民币 2008年08月13日10:41  来源: 财华社深圳新闻中心 中国国家汶川地震灾后重建规划组周二公布的《国家汶川地震灾后恢复重建总体规划》公开徵求意见稿中披露,中国汶川地震造成直接经济损失8,437.7亿元人民币。其中工业企业直接经济损失961.8亿元人民币;农业直接经济损失404.2亿元人民币。 上述数字来自民政部汇总四川、甘肃、陕西三省的数据。 根据徵求意见稿,恢复重建资金总需求约为1万亿元人民币,将通过中央财政、地方财政、国内银行贷款、资本市场融资等方式筹集。 更多精彩内容,请登陆财华网( http://www.caihuanet.com ) 【来源:财华社】 http://stock.hexun.com/2008-08-13/108091615.html 参考文献 1. 郝云甫。厄瓜多尔发生里氏 5.2 级地震。 2008 年 07 月 19 日 05:39 新华网。 http://news.sina.com.cn/w/2008-07-19/053915960102.shtml 2. 杨学祥 , 韩延本 , 陈震 , 乔琪源 . 强潮汐激发地震火山活动的新证据 . 地球物理学报 , 2004, 47 ( 4 ) : 616-621. 3. 杨学祥 . 关注厄尔尼诺现象迅速发展: 7 天趋势比较 . 发表于 2008-7-18 14:17:55 科学网。 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=32604 4. 杨学祥 . 谁注意到了国家主席访日的地震安全? 2008-5-9 7:25 :17 科学网。 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=24627 5. 杨学祥,杨冬红 . 2004-2018 年:全球进入特大地震频发期 . 2008-5-10 10:39:24 科学网。 http://www.sciencenet.cn/bbs/showpost.aspx?id=20056 6. 杨学祥 . 四川汶川县 7.8 级地震: 2008 年 5 月地震高潮正在得到证实 . 发表于 2008-5-12 17:11:31 科学网。 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=24951 7. 杨学祥 .  历史教训:厄尔尼诺和拉尼娜是全球气候异常的最强信号 . 2008-01-31 光明网 - 光明观察。 http://guancha.gmw.cn/content/2008-01/31/content_730230.htm
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转发:俄罗斯科学家对地震等自然灾害的预测及干预方法
杨学祥 2008-7-26 14:53
转发者按:俄罗斯图拉大学教授马尔特诺夫(Мартынов О.В.)向我驻俄大使馆推荐他的科研小组对地震等自然灾害预测和干预方法及其专用仪器。这与美国相关机构认为地震不可预测大相径庭。究竟孰是孰非,且看未来的实践检验。把气候变化和自然灾难(地震、水灾、飓风、暴雪、干旱和酷暑)现象的发生原因与地质、天体等物理过程联系起来研究,已成为灾害研究的一个可行方向。国内的相关研究也在进行。 科学网首页新闻中心正文 作者:林曦 来源:科学新闻杂志 发布时间:2008-7-24 10:29:11 俄罗斯科学家对地震等自然灾害的预测及干预方法 我国四川汶川地震后,俄罗斯图拉大学教授马尔特诺夫(Мартынов О.В.)及时向我驻俄大使馆推荐他的科研小组对地震等自然灾害预测和干预方法及其专用仪器。本文对其做一详细介绍,以供我国地震研究科学家参考。 研究内容 俄罗斯图拉大学马尔特诺夫小组认为,以往学者们对气候变化和自然灾难(地震、水灾、飓风、暴雪、干旱和酷暑)现象的发生原因有多种解释:如二氧化碳排放量增加、全球变暖等,但这些解释只是部分正确,因为他们并没有把产生这些现象的原因与地质、天体等物理过程联系起来研究。 该小组的研究结果表明,只有综合上述各种因素来进行研究,才可能对自然灾害准确预测。该小组已有的研究成果不仅能够预测灾害,还可进行灾前干预,将生命财产损失降到最低。 该研究小组从1980年开始开展相关研究工作,他们的研究主要是基于对星系和星际之间的内外部环境,以及对相应的非均质结构的认识,因此对物质结构的研究是开放的、多次的,研究过程是非线性的。他们从非线性物理和热力学、非线性数学和奇异动力学,展开对结构中互相联系的过程的描述。该小组通过对星系动力学和地球物理过程动力学的研究表明,正是由于星系和地球之间周期性的运动,使星球内部结构平衡不断受到破坏和修复,才使得自然出现异常情况。该小组在确定太阳系95%的质量集中在太阳、地球80%的质量集中在地核的这一定论之后,研究了地球-太阳-其他星球之间相互作用的复杂过程,如:考虑到地球受到月球、太阳及太阳系其他行星的引力影响等因素。 该研究小组首先将地球作为研究对象,研究地球各部分的统一性,如地核、地幔、岩石圈、大气层、平流层等。它们大多数的垂直运动,都是由于重力异常造成地壳均衡调整而引起的。它们中的每一部分在异常自然现象的形成、发展和爆发过程中都起着各自特定的作用。在地球自身强大的重力场作用下,被破坏的地球结构平衡最终又会回到初始状态。守恒法则导致任何系统和结构都产生统一性熵,这就是灾难原因和能量守恒法则作用下的自然现象。正是地球向平衡状态恢复的过程(构造力均衡调整作用)才导致地震、飓风(台风)、暴雪、洪灾等自然现象。但是地球恢复平衡状态机制,时间有不确定性,表现方式也是多样的。该小组认为,任何各项异性和非对称结构都有以下3种典型形式:①组织破坏、衰变;②有序化、所有过程的衰减;③内部构造复杂化。根据以上理论,该小组开始对一些地区进行测量和监测,对仪器获得的数据进行数字处理,对这些潜在变化施加人工影响。 自1999年开始,俄罗斯、欧洲一些国家和伊朗,根据该小组的仪器显示指标,在自然灾害发生前的2~4个月,就对灾害发生的地点和时间进行了成功预报。 2004年9月,在东南亚大地震发生前不久,在仪器上显示了喷涌现象表明东印度地区即将发生特大灾害。2004年10月19日该小组通知了印度驻俄罗斯大使馆,并就此向印方提出合作建议。建议未被采纳,大地震却爆发了。 该小组认为,传统地震学家失误应在于,他们总是在靠近地震活动区域来发现地震前兆,并把这些前兆进行归纳。而事实表明,几乎所有仪器在这些地区反而无法获得自然变化过程的确切信息。因为地震活动过程的变化是与大重力的活动相联系的,大重力的活动过程是通过低波段(10-7赫兹)反应出来的。因此,为了记录这一活动过程以及确定它们的方位,必须在远离震中部位500km以外进行监测。 2005年9~11月,俄政府媒体正式发布了关于2006年1月1日之前在俄罗斯堪察加半岛地区将要发生地震的消息。为抗震耗费了大量资源,但是地震却没有发生,这也是因为所用的地震预测方法不正确所致。 该小组所研制的监测仪器,可以在10-7赫兹的低波段监测自然变化所有过程,这一仪器及其技术在世界上是独一无二的。该小组介绍,仪器安装地点,零部件和数学模拟开发,都是学者多年的研究成果。仪器实验数据准确可靠,借助仪器可以建立区域性监测网。例如,欧洲国家每年都要遭受4~6次自然灾害,冬季暴雪,夏季飓风和水灾。根据仪器的监测数据,这些灾害也是和上述变化(潜在的不断变化)过程相联系的。必须在这些地区对这些变化过程进行常规的监测。 灾难预测及干预方法与仪器 1980年以来,该小组建立了一整套研究方法,研制了配套仪器和数学模拟,包括:研制了第一代固定式监测仪和移动式监测仪(飓风-M)。目前第二代新式宽带重力测量仪正在研制中;借助仪器确定、记录和测量综合热力势;建立仪器示值的数学分析方法以准确计算和确定灾祸方位(误差不超过50km2)和时间。安装在图拉市的仪器可以测量到的区域为:意大利北部-伊朗北部-里海东岸-乌拉尔山脉-挪威海。在这些地区仪器(对地震而言)确定综合热力势波段为小于10-2赫兹的波动。仪器在这一波段的工作范围为1000km2。其固定式宽带重力测量仪,对次声波、超声波不敏感,仪器天线对电磁振荡不敏感。如安装地点有震动需加装滤震网。仪器电耗小,只相当于一台电脑。 小组认为,建立人工势场能改变自然异常现象。如,对飓风运动方向进行引导。如果从陆界表面或者在指定(特定)的区域采取措施,这就意味着调整千百万吨空气重力的方向,这实际是不现实的。但是,如前所述,如果对这些重力的综合热力势测量准确,就可以在地球的某一点采取干预控制措施。 采取该小组的研究理论及仪器可对地震预测及飓风预测、干预: (1)地震预测:新式宽带重力测量仪(第一代)预测地震方位准确度为70 km2,时间为震前6~24个月,还可以对地震发生前2~4天内短期预报(该仪器曾在四川、甘肃一带地震的前2~4天有所显示)。可根据要求对地震活跃带进行重点监测,经济方便,预报准确。 (2)飓风预测和干预:飓风的预测和干预途径,取决于综合热力势的差值。移动式仪器(飓风-M)可以确定一些地区的综合热力势。在飓风生成和衰减运动中存在着节点,在节点地区综合热力势不稳。在这些地区通常有几个断口,每个断口会有不同的热力势上升。 对这些热力势加以测量,然后对测量数据进行计算。根据计算结果,利用移动式仪器(飓风-M)建立人工位场,然后根据需要对飓风运动方向进行顺势引导。校正时间掌握在飓风发生的适当位置。为了完成这一工作需要建立常规的自然异常预测和校正系统。 该小组利用配套仪器(新式宽带重力测量仪和飓风-M)能够开展的工作包括:①在实践运用中继续完善和检验专家的监测方法;②在指定的区域和时间周期内,与用户共同争取最有利的天气条件;③为使区域条件适合于经济发展和居住需要,制定区域性气候条件预测和校正的中期专项计划。 (作者单位:中国驻俄罗斯使馆科技处) http://www.sciencenet.cn/html/shownews.aspx?id=209415
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南太平洋的厄尔尼诺现象值得关注
杨学祥 2008-7-13 05:49
转发者按:厄尔尼诺已经在南太平洋出现 ,中国的舆论界和科学界似乎毫无准备。中华人民共和国商务部的新闻告诉我们:人们已看到更多的风暴,南太平洋的厄尔尼诺现象以及其它各种各样的对沿海农业和渔业造成严重问题乃至威胁的现象。 粮农组织:气候变化将严重影响渔业和水产业生产 (转发) 2008-07-11 18:22 文章来源:驻法国使馆经商处 文章类型:编译 内容分类:新闻 中华人民共和国商务部   据联合国网( www.un.org )7月10日报道,近日,在联合国粮农组织主办的一次会议上, 200多名与会专家和政策制定者警告说,由气候变化导致的海洋温度和其它条件的改变,将对海洋渔业和水产养殖业造成极大的影响,并将进一步影响到一些特定人群的粮食安全。   粮食粮农组织专家科克伦(Kevern Cochrane)表示,在一些地区,气候变化已经显示出对渔业的影响,同时气候变化所形成的后果也是多种多样的,其中最为突出的是极端气候现象的增多;指出人们已看到更多的风暴,南太平洋的厄尔尼诺现象以及其它各种各样的对沿海农业和渔业造成严重问题乃至威胁的现象。   专家们指出,与陆地动物不同,人类食用的海洋鱼类多是冷血动物,环境温度的变化,会对鱼类的生长、繁殖及抗病性等造成直接影响。 (马根喜)   (首发子站:驻法国经商参处子站) http://www.mofcom.gov.cn/aarticle/i/jyjl/m/200807/20080705660153.html 参考文献 杨学祥,杨冬红 . 南极半岛巨型冰架坍塌与厄尔尼诺前兆 . 发表于 2008-7-12 7:20:55 http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=31958
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气候变化的另类认识
热度 2 zhangxw 2007-5-24 19:50
气候变化的另类认识:张学文 2007-04-18 22:24 2007.04.18 1. 近20年来,社会上气候变暖的言论很多。我的基本态度是不跟风。 2. 与气候变暖舆论相伴,社会上的主流学者、官员大呼西北气候恶化,沙漠化威胁华北、北京。就在这种舆论背景下,2000年7月24日中国气象报936期头版发表了记者潘继鹏的报道,说新疆气象科学研究所研究员、自治区专家顾问团成员张学文得出了相反的结论:新疆正在绿化,而不是沙漠化。随后记者介绍了张学文提出的依据。据说记者因为报道了不合领导口味的言论而受到了批评。 3. 2001年《新疆气象信息》上有一条短信息说张学文研究员在2001年1月31日给新疆气象局和自治区专家顾问团写了一份紧急建议 3月在积雪厚的地区飞播草籽,主要内容是:去年10月到今年1月,阿勒泰地区、哈密地区北部降雪丰厚,部分地区固然因之成灾,但是大雪到了初春就意味着湿润的土壤,我们即要救灾也要看到这是免费送给干旱新疆的一份厚礼和机会。我们记不得曾经错过了多少机会,我们需要提高识别新机会的能力!现在的厚雪就是改善新疆生态环境的好机会,要抓住这一机会,他认为如何利用这些雪?最简单的做法是利用飞机在厚雪区播撒适宜的草籽,以大面积扩大草场,减少戈壁沙漠,改善生态环境,政府应当有效地抓住这一机会刘惠云在一篇文章中认为这种思路非常独特,对于这次北疆地区的雪灾,大家都是以害为基调,而张学文研究员则提出具有变害为利的好主意,改善新疆生态环境的新思路。 4. 我对气候变暖的认识,可以用2003年3.23世界气象日的会议上的一个发言为基本认识:(见新疆气象杂志2003,26卷,2期,44-45页) 这些年一些气象学者认为气候在变暖。新疆的一些研究也发现这里的温度在上升。另外在小气候研究中人们普遍承认了城市扩大所导致的城市热岛效应。于是我就形成一个问题:在所谓的气候变暖的数据中,有多少是由于城市热岛效应引起的? 城市的热岛效应在什么时候比较明显呢?它应当在空气比较稳定、风速比较小的时候较为明显。对于新疆,在早晨和冬季这里经常出现逆温层。逆温层中风速小,空气稳定。所以城市的热岛效应应当在早晨和冬季表现的明显一些。或者说随着城市的扩大,城市地区的气象站的百叶箱温度应当在早晨和冬季有升高的现象。80年以来新疆的城市发展比较快,而且北疆起步比南疆早。所以这里出现的最低温度变暖和冬季温度的变暖主要是城市热岛响应的结果。 在夏季城市不需要采暖,而且对流比较强,所以城市热岛效应就很小。夏季的温度上升现象应当是不明显的。这与一些资料统计研究结果是一致的。它从另外一个侧面说明所谓气候变暖主要是城市热岛效应的局部效果。 城市的热岛效应在什么高度上比较明显呢? 它显然在近地面比较明显。探空观测的资料可以说明各个高度上的平均温度的变化。椐南庆红研究,近40年来,新疆850hPa以上的高空并没有明显的年增温现象。因此,全球气候变暖,至少在新疆对全年而言,只是850hPa以下的对流层增温(见《新疆气候变化及其短期气候预测研究》一书76页)。我认为这个事实又从另外一个侧面说明所谓增温主要是气象站所在地的城市热岛效应的局部结果。 研究全球变暖应当用地面高空的温度的均匀(每公斤空气被采样的概率应当相同)采样资料做分析,应当把城市热岛效应扣除以后再分析。现在仅用地面气象站,用城市化日益明显的地区的气象站做分析就容易把人为因素扩大为气候变化了。 根据《新疆气候变化及其短期气候预测研究》一书,从1860以来的140年北半球温度仅上升了0.4-.08度。把新疆气候变化对应的10年温度升高值也估计为零点几度显然是过高了。 5. 2006年,气象港网站辟论坛,我在我也是气候变暖理论的怀疑者的标题下说:近30年来,国内外的气候变暖呼声日高。对此我没有深入研究。 但是把城市化中出现的近地面的温度上升误为全球各个高度、海洋以及非城市区的温度的普遍升高,肯定夸大了问题。一则研究指出北京市内温度升高的速度为郊区的10倍。已经说明了这个问题。 所以我比较同意杨学祥教授对这个问题的慎重态度。我们没有必要在认识不大有把握的情况下,说过多的十分自信的话(潜规则可能是喊得越多,政府给的研究经费越多)。 多年来的气象理论好像就是那几个基本方程。我们对大气过程的认识的准确程度30年来没有明显提高。在理论基础的精度有限的情况下的推论,究竟应当相信到什么程度? 张学文2006.02.24 ## 据说最近(2007春)的IPCC第4次报告把气候变暖说得更为肯定,而中国对此问题的官方态度有变化。我一直认为各种模式、各种观点都可以发表,但是依据不够就不要把话说得太肯定。我们的气象实践是什么水平?在专家云集的北京,在卫星、计算机、自动站已经把气象台武装到了牙齿的北京,2006年一次天气预告不是出了一个世界级的错误吗,不是很多气象专家都大力宣传一个蝴蝶煽煽翅膀就影响以后的天气的论调吗,我们对气象的完备理论究竟认识了多少?我认为这些情况都使政府没有必要跟着某些学者唱悲歌。 ## 气候变化了,我们固然应当充分估计它的危害,但是气候变化肯定也是机会。如果对已经摆到目前的机会不去积极的抓住,气候学家是否也是失职? ## 在我的个人网站上有我的一些有关论点,这里不一一说明了。欢迎有兴趣者光临:http://xjqxsc.idm.cn/zhangxw%20web/index.htm 。
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