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专家：国家气候中心首席科学家 孙颖

政府间气候变化专门委员会（IPCC）最新发布的第六次评估报告指出，毋庸置疑的是，自工业化以来，人类的影响已使大气、海洋和陆地持续变暖。

人类活动对气候系统的影响一直是IPCC历次评估报告的核心内容。从第一次评估报告到第六次评估报告，随着科学界对气候系统变化认识的不断加深，人类活动对气候系统影响程度的评估信度也逐渐提高。国家气候中心首席科学家孙颖表示，这种认识的加深得益于观测资料的增加、气候模式性能的改善以及归因方法学的改进。

评估变量更全面 内容更系统

IPCC第六次评估报告第一工作组报告基于全球最新的观测和模式结果，用一章的内容系统评估了人类活动对大气和地表、冰冻圈、海洋、生物圈以及气候变率模式的影响。

孙颖表示，与第五次评估报告相比，此次评估的变量更加全面、内容更为系统。评估的成员不仅包括传统的气候变量，如气温、降水等，还增加了生物圈等其他圈层变量，从而减少了对单一变量评估带来的不确定性。

此次报告采用了参与第六次国际气候模式比较计划（CMIP6）的气候模式。与第五次（CMIP5）的模式相比，CMIP6增加了更多的试验，从而使不同人为强迫因子对气候系统的影响可以进一步被认识和量化，使得人类活动对气候变化影响的认识得以加深。

在气候系统的不同圈层，包括大气、海洋、冰冻圈和地表气候变化等指标的变化中，均可检测到人类活动的影响，这些影响与模式模拟和基于物理机制预期的理解相一致。自工业化以来，人类活动的影响已经使全球气候系统变暖，这一评估结论的信度在第六次评估报告里面进一步提高。

全球变暖 人类活动信号愈发清晰

近年来，全球气温持续上升，与工业化前（1850-1900年）相比，2011-2020年全球平均气温升高了1.09 。孙颖表示，由于对不确定性理解的改进以及持续的变暖，第六次评估报告可对自工业化革命以来的变暖进行归因，而第五次评估报告只能对1951年以来的变暖归因。换句话说，人为信号的检测从第五次评估报告的1951年提早到了1850年，明确指出自工业革命以来的气候变化主要是由人类活动造成的。

由于全球气温持续升高，人类活动的信号愈发清晰。“但将观测到的变暖归因于某种特定的人为强迫仍然具有较大的不确定性。”孙颖补充道。

此外，与1951-2012年相比，1998-2012年全球平均气温升温速率存在一个短暂变缓的现象。孙颖解释说，升温变缓是暂时的，究其原因可能是太平洋年代际变化以及太阳活动和火山爆发的变化部分抵消了人为活动导致的地表变暖趋势。在此期间，全球海洋热含量仍在持续增加，表明整个气候系统是持续变暖的。

2012年之后，全球平均气温急剧升高。数据显示，2016-2020年这五年至少是自1850年有仪器观测记录以来最热的五年。

与此同时，人类活动对降水也产生了不小影响。孙颖表示，20世纪中期以来，人类活动很可能影响了大尺度的降水变化，在北半球中高纬陆地降水的增加中就检测到人类活动的影响。此外，人类活动还影响了湿润的热带和干燥的亚热带之间纬向平均降水差异的增加，1979年以来南半球夏季降水在高纬度地区增加和在中纬度地区减少都可能与人类活动有关。

随着全球变暖，近年来，极端天气气候事件也呈现多发频发的态势。第六次评估报告指出，全球和大多数大陆极端冷事件和极端暖事件变化的主要原因很可能是人类活动引起的温室气体强迫。近几十年全球陆地强降水加剧也可能是受人类活动的影响。

孙颖表示，由于最新的CMIP6检测归因模式比较计划资料的使用，第六次评估报告对于大尺度极端温度的变化归因更明确，指出温室气体强迫在极端气温变化中占主导作用，而在极端降水的变化中，温室气体的作用也可以在一些指标中检测到。

人类活动对气候系统影响进一步明晰

相较之前的评估报告，第六次评估报告进一步明晰了人类活动对气候系统的影响，这种影响可以在气候系统的多个圈层中检测到。

在冰冻圈，20世纪70年代后期以来北极海冰损耗的主要驱动因子很可能是人类活动。孙颖指出，尽管模式对北极海冰平均状态的模拟存在很大差异，但所有CMIP5和CMIP6模式都再现了近几十年来海冰范围和厚度的缩减。

此外，北半球1950年以来春季积雪的减少也与人类活动有关，CMIP6模式比CMIP5模式更好地再现了北半球积雪的季节变化周期。同时，人类活动也很可能是最近全球范围内几乎普遍发生的冰川退缩的主要驱动因子，比如过去20年格陵兰冰盖表面融化很可能是受人类活动影响。

20世纪70年代以来全球海平面上升和海洋热含量增加的主要驱动因子极可能是人类活动。孙颖表示，综合考虑冰川、冰盖表面物质平衡和热膨胀的贡献，人类影响至少是观测到的1970年以来全球平均海平面上升的主要驱动因子；而观测到的海洋热含量的增加已经延伸至深海，工业化以来（1850-2014年）海洋上层（0-700米）、中层（700–2000米）、深层（ 2000米）分别吸收了58%、21%和22%的热量。此外，人类活动也影响着海洋盐度，主要表现为20世纪中期以来海洋表层和次表层盐分低的区域变得更淡，而盐分高的区域变得更咸。

在生物圈，同样检测到人类活动的影响。全球海洋酸化与人类活动排放的二氧化碳关系密切，而大气二氧化碳浓度增加可能导致植物生长施肥效应增强等。

孙颖指出，更多的证据和更新的资料均支持了人类活动是工业化以来大气、海洋和陆地变化的主要影响因子，这让我们对人类活动对气候系统的影响有了更清晰的认识，对我们把握未来方向、采取行动和选择应对方式都起着至关重要的作用。

人类活动与气候变化有什么关系

人类活动对气候的影响有两种：一种是无意识的影响，即在人类活动中对气候产生的副作用；一种是为了某种目的，采取一定的措施，有意识地改变气候条件。在现阶段，以第一种影响占绝对优势，而这种影响以以下三方面表现得最为显著，即①在工农业生产中排放至大气中的温室气体和各种污染物质，改变大气的化学组成；②在农牧业发展和其它活动中改变下垫面的性质，如破坏森林和草原植被，海洋石油污染等等；③在城市中的城市气候效应。自世界工业革命后的200年间，随着人口的剧增，科学技术发展和生产规模的迅速扩大，人类活动对气候的这种不利影响越来越大。因此，必须加强研究力度，采取措施，有意识地规划和控制各种影响环境和气候的人类活动，使之向有利于改善气候条件的方向发展。

（一）改变大气化学组成与气候效应

工农业生产排入大量废气、微尘等污染物质进入大气，主要有二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、一氧比二氮（N2O）和氟氯烃化合物（CFCS）等。据确凿的观测事实证明，近数十年来大气中这些气体的含量都在急剧增加，而平流层的臭氧O3。总量则明显下降。如前所述，这些气体都具有明显的温室效应，在波长9500毫微米（μm）及12500-17000μm有两个强的吸收带，这就是O3及CO2的吸收带。特别是CO2的吸收带，吸收了大约70-90％的红外长波辐射。地气系统向外长波辐射主要集中在7000-13000μm波长范围内，这个波段被称为大气窗。上述CH4、N2O、CFCS等气体在此大气窗内均各有其吸收带，这些温室气体在大气中浓度的增加必然对气候变比起着重要作用。

大气中CO2浓度在工业化之前很长一段时间里大致稳定在约（280±10）×10-3ml/L，但在近几十年来增长速度甚快，至1990年已增至345×10-3ml/L，90年代以后，增长速大。图8·14（图略）给出美国哈威夷马纳洛亚站（Mauna Loa）1959－1993年实测值的逐年变化。大气中CO2浓度急剧增加的原因，主要是由于大量燃烧化石燃料和大量砍伐森林所造成的。据研究排放入大气中的CO2有一部分（约有50％上下）为海洋所吸收，另有一部分被森林吸收变成固态生物体，贮存于自然界，但由于目前森林大量被毁，致使森林不但减少了对大气中CO2的吸收，而且由于被毁森林的燃烧和腐烂，更增加大量的CO2排放至大气中。目前，对未来CO2的增加有多种不同的估计，如按现在CO2的排放水平计算，在2025年大气中CO2浓度为4.25×10-3mL/L为工业化前的1.55倍。

甲烷（CH4沼气）是另一种重要的温室气体。它主要由水稻田、反刍动物、沼泽地和生物体的燃烧而排放入大气。在距今200年以前直到11万年前，CH4含量均稳定于0.75-0.80×10-3mL/L.近年来增长很快。1950年CH4含量已增加到1.25×10-3mL/L，1990年为1.72×10-3mL/L。Dlugokencky等根据全球23个陆地定点测站和太平洋上14个不同纬度的船舶观测站观测记录，估算出近10年来全球逐年CH4在大气中混合比（M）的变化值如图8·15（图略）所示。根据目前增长率外延，大气中CH4含量将在公元2000年达2.0×10-3mL/L，2030年和2050年分别达2.34至2.50×10-3mL/L。

一氧化二氮（N2O）向大气排放量与农田面积增加和施放氮肥有关。平流层超音速飞行也可产生N2O。在工业化前大气中N2O含量约为2.85×10-3mL/L。1985年和1990年分别增加到3.05×10-3mL/L和3.10×10-3mL/L。考虑今后排放，预计到2030年大气中N2O含量可能增加到3.50×10-3-4.50×10-3mL/L之间，N2O除了引起全球增暖外，还可通过光化学作用在平流层引起臭平氧O3离解，破坏臭氧层。

氟氯烃化合物（CFCS）是制冷工业（如冰箱）、喷雾剂和发泡剂中的主要原料。此族的某些化合物如氟里昂11（CCl2F，CFC11）和氟里昂12（CCl2F2，CFC12）是具有强烈增温效应的温室气体。近年来还认为它是破坏平流层臭氧的主要因子，因而限制CFC11和CFC12生产巳成为国际上突出的问题。

在制冷工业发展前，大气中本没有这种气体成分。CFC11在1945年、CFC12往存在1935年开始有工业排放。到1980年，对流层低层CFC11含量约为168×10-3mL/L而CFC12为285×10-3mL/L，到1990年则分别增至280×10-3mL/L和484×10-3mL/L，其增长是十分迅速的。图8·16（图略）给出CFC12近数十年来的变化形势，其未来含量的变化取决于今后的限制情况。

根据专门的观测和计算大气中主要温室气体的浓度年增量和在大气中衰变的时间如表8·7（图略）所示。可见除CO2外，其它温室气体在大气中的含量皆极微，所以称为微量气体。但它们的增温效应极强，而且年增量大，在大气中衰变时间长，其影响甚巨。

臭氧（O3）也是一种温室气体，它受自然因子（太阳辐射中紫外辐射对高层大气氧分子进行光化学作用而生成）影响而产生，但受人类活动排放的气体破坏，如氟氯烃化合物、卤化烷化合物、N2O和CH4、CO均可破坏臭氧。其中以CFC11、CFC12起主要作用，其次是N2O。图8·17（图略）是各气候带纬向平均臭氧总量距平值的年际变比（196-1985年，由图可见，自80年代初期以后，臭氧量急剧减少，以南极为例，最低值达-15％，北极为－5％以上，从全球而言，正常情况下振荡应在土2％之间，据1987年实测，这一年达-4％以上。从60°N-60°S间臭氧总量自1978年以来已由平均为300多普生单位减少到1987年290单位以下，亦即减少了3-4％。从垂直变化而言，以15-20km高空减少最多，对流层低层略有增加。南极臭氧减少最为突出，在南极中心附近形成一个极小区，称为“南极臭氧洞”。自1979年到1987年，臭氧极小中心最低值由270单位降到150单位，小于240单位的面积在不断扩大，表明南极臭氧洞在不断加强和扩大。在1988年其O3总量虽曾有所回升，但到1989年南极臭氧洞又有所扩大。1994年10月4日世界气象组织发表的研究报告表明，南极洲3/4的陆地和附近海面上空的臭氧已比十年前减少了65％还要多一些①。但有资料表明对流层的臭氧却稍有增加。

大气中温室气体的增加会造成气候变暖和海平面抬高。根据目前最可靠的观测值的综合，自1885以来直到1985年间的100年中，全球气温已增加0.6-0.9℃。图8·10（图略）中点出了1860年到1985年实际的气温变化（对于1985年全球年平均气温的差值），表明全球增暖的趋势也是0.8℃左右。1985年以后全球地面气温仍在继续增加，多数学者认为是温室气体排放所造成的。图中列出三种不同情况温室气体的排放所产生的增温效应，从气候模式计算结果还表明此种增暖是极地大于赤道，冬季大于夏季。

全球气温升高的同时，海水温度也随之增加，这将使海水膨胀，导致海平面升高。再加上由于极地增暖剧烈，当大气中CO2浓度加倍后会造成极冰融化而冰界向极地萎缩，融化的水量会造成海平面抬升。实际观测资料证明，自1880年以来直到1980年，全球海平面在百年中已抬高了10-12cm。据计算，在温室气体排放量控制在1985年排放标准情况下，全球海平面将以5.5cm/10a速度而抬高，到2030年海平面会比1985年增加20cm，2050年增加34cm，若排放不加控制，到2030年，海平面就会比1985年抬升60cm，2050年抬升150cm。

温室气体增加对降水和全球生态系统都有一定影响。据气候模式计算，当大气中CO2含量加倍后，就全球讲，降水量年总量将增加7-11％，但各纬度变化不一。从总的看来，高纬度因变暖而降水增加，中纬度则因变暖后副热带干旱带北移而变干旱，副热带地区降水有所增加，低纬度因变暖而对流加强，因此降水增加。

就全球生态系统而言，因人类活动引起的增暖会导致在高纬度冰冻的苔原部分解冻，森林北界会更向极地方向发展。在中纬度将会变干，某些喜湿润温暖的森林和生物群落将逐渐被目前在副热带听见的生物群落所替代、根据预测，CO2加倍后，全球沙漠将扩大3％，林区减少11％，草地扩大11％，这是中纬度的陆地趋于干旱造成的。

温室气体中臭氧层的破坏对主态和人体健康影响甚大。臭氧减少，使到达地面的太阳辐射中的紫外辐射增加。大气中臭氧总量若减少1％，到达地面的紫外辐射会增加2％，此种紫外辐射会破坏核糖核酸（DNA）以改变遗传信息及破坏蛋白质，能杀死10m水深内的单细胞海洋浮游生物、减低渔产，以及破坏森林，减低农作物产量和质量，削弱人体免疫力、损害眼睛、增加皮肤癌等疾病。

此外，由于人类活动排放出来的气体中还有大量硫化物、氮比物和人为尘埃，它们能造成大气污染，在一定条件下会形成“酸雨”，能使森林、鱼类、农作物及建筑物蒙受严重损失。大气中微尘的迅速增加会减弱日射，影响气温、云量（微尘中有吸湿性核）和降水。

（二）改变下垫面性质与气候效应

人类活动改变下垫面的自然性质是多方面的，目前最突出的是破坏森林、坡地、干旱地的植被及造成海洋石油污染等。

森林是一种特殊的下垫面，它除了影响大气中CO2的含量以外，还能形成独具特色的森林气候，而且能够影响附近相当大范围地区的气候条件。森林林冠能大量吸收太阳入射辐射，用以促进光合作用和蒸腾作用，使其本身气温增高不多，林下地表在白天因林冠的阻挡，透入太阳辐射不多，气温不会急剧升高，夜晚因有林冠的保护，有效辐射不强，所以气温不易降低。因此林内气温日（年）较差比林外裸露地区小，气温的大陆度明显减弱。

森林树冠可以截留降水，林下的疏松腐植质层及枯枝落叶层可以蓄水，减少降雨后的地表径流量，因此森林可称为“绿色蓄水库”。雨水缓缓渗透入土壤中使土壤湿度增大，可供蒸发的水分增多，再加上森林的蒸腾作用，导致森林中的绝对湿度和相对湿度都比林外裸地为大。

森林可以增加降水量，当气流流经林冠时，因受到森林的阻障和磨擦，有强迫气流的上升作用，并导致湍流加强，加上林区空气湿度大，凝结高度低，因此森林地区降水机会比空旷地多，雨量亦较大。据实测资料，森林区空气湿度可比无林区高15-25％，年降水量可增加6-10％。

森林有减低风速的作用，当风吹向森林时，在森林的迎风面，距森林100m左右的地方，风速就发生变比。在穿入森林内，风速很快降低，如果风中挟带泥沙的话，会使流沙下沉并逐渐固定。穿过森林后在森林的背风面在一定距离内风速仍有减小的效应。在干旱地区森林可以减小干旱风的袭击，防风固沙。在沿海大风地区森林可以防御海风的侵袭，保护农田，森林根系的分泌物能促使微生物生长，可以改进土壤结构。森林覆盖区气候湿润，水土保持良好，生态平衡有良性循环，可称为“绿色海洋”。

根据考证，历史上世界森林曾占地球陆地面积的2/3，但随着人口增加，农、牧和工业的发展，城市和道路的兴建，再加上战争的破坏，森林面积逐渐减少，到19世纪全球森林面积下降到46％，20世纪初下降到37％，目前全球森林覆盖面积平均约为22％。我国上古时代也有浓密的森林覆盖，其后由于人口繁衍，农田扩展和明清两代战祸频繁，到1949年全国森林覆盖率已下降到8.6％。建国以来，党和政府组织大规模造林，人造林的面积达4.6亿亩，但由于底子薄，毁林情况相当严重，目前森林覆盖面积仅为12％，在世界160个国家中居116位。

由于大面积森林遭到破坏，使气候变旱，风沙尘暴加剧，水土流失，气候恶化。相反，我国在解放后营造了各类防护林，如东北西部防护林、豫东防护林、西北防沙林、冀西防护林、山东沿海防护林等等，在改造自然，改造气候条件上已起了显著作用。

在干旱、半干旱地区，原来生长着具有很强耐旱能力的草类和灌木，它们能在干旱地区生存，并保护那里的土壤。但是，由于人口增多，在干旱、半干旱地区的移民增加，他们在那里扩大农牧业，挖掘和采集旱生植物作燃料（特别是坡地上的植物），使当地草原和灌木等自然植被受到很大破坏。坡地上的雨水汇流迅速，流速快，对泥土的冲刷力强，在失去自然植被的保护和阻挡后，就造成严重的水土流失。在平地上一旦干旱时期到来，农田庄稼不能生长，而开垦后疏松了的土地又没有植被保护，很容易受到风蚀，结果表层肥沃土壤被吹走，而沙粒存留下来，产生沙漠化现象。畜牧业也有类似情况，牧业超过草场的负荷能力，在干旱年份牧草稀疏、土地表层被牲畜践踏破坏，也同样发生严重风蚀，引起沙漠化现象的发生。在沙漠化的土地上，气候更加恶化，具体表现为：雨后径流加大，土壤冲刷加剧，水分减少，使当地土壤和大气变干，地表反射率加大，破坏原有的热量平衡，降水量减少，气候的大陆度加强，地表肥力下降，风沙灾害大量增加，气候更加干旱，反过来更不利于植物的生长。

据联合国环境规划署估计，当前每年世界因沙漠化而丧失的土地达6万km2，另外还有21万km2的土地地力衰退，在农、牧业上已无经济价值可言。沙漠化问题也同样威胁我国，在我国北方地区历史时期所形成的沙漠化土地有12万km2，近数十年来沙漠化面积逐年递增，因此必须有意识地采取积极措施保护当地自然植被，进行大规模的灌溉，进行人工造林，因地制宜种植防沙固土的耐旱植被等来改善气候条件，防止气候继续恶化。

海洋石油污染是当今人类活动改变下垫面性质的另一个重要方面，据估计每年大约有10亿t以上的石油通过海上运往消费地。由于运输不当或油轮失事等原因，每年约有100万t以上石油流入海洋，另外，还有工业过程中产生的废油排入海洋。有人估计，每年倾注到海洋的石油量达200-1000万t。

倾注到海中的废油，有一部分形成油膜浮在海面，抑制海水的蒸发，使海上空气变得干燥。同时又减少了海面潜热的转移，导致海水温度的日变化、年变化加大，使海洋失去调节气温的作用，产生“海洋沙漠化效应”。在比较闭塞的海面，如地中海、波罗的海和日本海等海面的废油膜影响比广阔的太平洋和大西洋更为显著。

此外，人类为了生产和交通的需要，填湖造陆，开凿运河以及建造大型水库等，改变下垫面性质，对气候亦产生显著影响。例如我国新安江水库于1960年建成后，其附近淳安县夏季较以前凉爽，冬季比过去暖和，气温年较差变小，初霜推迟，终霜提前，无霜期平均延长20天左右。

（三）人为热和人为水汽的排放

随着工业、交通运输和城市化的发展，世界能量的消耗迅速增长，仅1970年全世界消耗的能量就相当于燃烧了75亿t煤，放出25×10-10J的热量。其中在工业生产、机动车运输中有大量废热排出，居民炉灶和空调以及人、畜的新陈代谢等亦放出一定的热量，这些“人为热”像灭炉一样直接增暖大气。目前如果将人为热平均到整个大陆；等于在每平方米的土地上放出0.05W的热量。从数值上讲，它和整个地球平均从太阳获得的净辐射热相比是微不足道的，但是由于人为热的释放集中于某些人口稠密、工商业发达的大城市，其局地增暖的效应就相当显著。如表8·8所示，在高纬度城市如费尔班克斯、莫斯科等，其年平均人为热（QF）的排放量大于太阳净辐射；中纬度城市如蒙特利尔、曼哈顿等，因人均用能量大，其年平均人为热QF的排放量亦大于Rg。特别是蒙特利尔冬季因空调取暖耗能量特大，其人为热竟相当于太阳净辐射的11倍以上。但是像热带的香港，赤道带的新加坡，其人为热的排放量与太阳净辐射相比就微乎其微了。

在燃烧大量化石燃料（天然气、汽油、燃料油和煤等）时除有废热排放外，还向空气中释放一定量的“人为水汽”，根据美国大城市气象试验（METROMEX）对圣路易斯城由燃烧产生的人为水汽量为10.8×108g/h，而当地夏季地面的自然蒸散量为6.7×1011g/h。显然人为水汽量要比自然蒸散的水汽量小得多，但它对局地低云量的增加有一定作用。

据估计目前全世界能量的消耗每年约增长5.5％。如按这个速度增加下去，到公元2000年，全世界能量消耗将比1970年增加5倍，即年耗能为375亿t煤。其排放出的人为热和人为水汽又主要集中在城市中，对城市气候的影响将愈来愈显示其重要性。

*见周淑贞，束炯．城市气候学．北京：气象出版社．1997；197

此外，喷气飞机在高空飞行喷出的废气中除混有CO2外，还有大量水汽，据研究平流层（50hPa高空）的水汽近年来有显著的增加，例如1964年其水汽含量为2×10-3ml/L，1970年就上升到3×10-3mL/L，这就和大量喷气飞机经常在此高度飞行有关。水汽的热效应与CO2相似，对地表有温室效应。有人计算，如果平流层水汽量增加5倍，地表气温可升高2℃，而平流层气温将下降10℃。在高空水汽的增加还会导致高空卷云量的加多，据估计在大部分喷气机飞行的北美-大西洋-欧洲航线上，卷云量增加了5-10％。云对太阳辐射及地气系统的红外辐射都有很大影响，它在气候形成和变化中起着重要的作用。

（四）城市气候

城市是人类活动的中心，在城市里人口密集，下垫面变化最大。工商业和交通运输频繁，耗能最多，有大量温室气体、“人为热”、“人为水汽”、微尘和污染物排放至大气中。因此人类活动对气候的影响在城市中表现最为突出。城市气候是在区域气候背景上，经过城市化后，在人类活动影啊下而形成的一种特殊局地气候。在80年代初期美国学者兰兹葆曾将城市与郊区各气候要素的对比总结如表8·9所示

从大量观测事实看来，城市气候的特征可归纳为城市“五岛”效应（混浊岛、热岛、干岛、湿岛、雨岛）和风速减小、多变。

见H.E.Landsberg,The Urban Climate.Academic Press.1981.

(1)城市混浊岛效应

城市混浊岛效应主要有四个方面的表现。首先城市大气中的污染物质比郊区多，仅就凝结核一项而论，在海洋上大气平均凝结核含量为940粒/cm3，绝对最大值为39800粒/cm3；而在大城市的空气中平均为147000粒/cm3，为海洋上的156倍，绝对最大值竟达400000粒/cm3，也超出海洋上绝对最大值100倍以上。再以上海为例，根据近5年（1986-1990年）监测结果，大气中SO2和NO2两种气体污染物城区平均浓度分别比郊县高8.7倍和2.4倍。

其次，城市大气中因凝结核多，低空的热力湍流和机械湍流又比较强，因此其低云量和以低云量为标准的阴天日数（低云量≥8的日数）远比郊区多。据上海近十年（1980-1989年）统计，城区平均低云量为4.0，郊区为2.9。城区一年中阴天（低云量≥8）日数为60天而郊区平均只有31天，晴天（低云量≤2）则相反，城区为132天而郊区平均却有178天，欧美大城市如慕尼黑、布达佩斯和纽约等亦观测到类似的现象。第三，城市大气中因污染物和低云量多，使日照时数减少，太阳直接辐射（S）大大削弱，而因散射粒子多，其太阳散射辐射（D）却比干洁空气中为强。在以D/S表示的大气混浊度（又称混浊度因子turbidity foctor）的地区分布上，城区明显大于郊区。根据上海近27年（1959-1985年）观测资料统计计算，上海城区混浊度因子比同时期郊区平均高15.8％。在上海混浊度因子分布图上，城区呈现出一个明显的混浊岛（图8·19，图略）。在国外许多城市亦有类似现象。

第四，城市混浊岛效应还表现在城区的能见度小于郊区。这是因为城市大气中颗粒状污染物多，它们对光线有散射和吸收作用，有减小能见度的效应。当城区空气中二氧比氮NO2浓度极大时，会使天空呈棕褐色，在这样的天色背景下，使分辨目标物的距离发生困难，造成视程障碍。此外城市中由于汽车排出废气中的一次污染物——氮氧化合物和碳氢比物，在强烈阳光照射下，经光化学反应，会形成一种浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾，能导致城市能见度恶化。美国洛杉机、日本东京和我国兰州等城市均有此现象。

（一）下垫面因素：

1．下垫面不透水面积大：城市中除少量绿地外，绝大部分为人工铺砌的道路、广场建筑物和构筑物，其下垫面不透水面积远比郊区绿野为大。降雨后，雨水很快从排水管道流失，因此其可供蒸发的水分比郊区少。在能量平衡中其所获得的净辐射Qn用于蒸散的潜热QE远比郊区为少，而用于下垫面增温和向空气输送的显热QH则比郊区多。这就使得城区下垫面温度比郊区高，形成“城市下垫面温度热岛”，并从而通过湍流交换和长波辐射使城区气温高于郊区。

2．下垫面的热性质：城市下垫面的导热率K和热容量C

面的储热量显著高于郊区。白天储热量多，夜晚地面降温比郊区慢，通过地-气热交换，城区气温乃比郊区高。

3．下垫面的几何形状：城市中建筑物参差错落，形成许多高宽比不同的“城市街谷”。在白天太阳照射下，由于街谷中墙壁与墙壁间，墙壁与地面之间，多次的反射和吸收，在其它条件相同的情况下，能够比郊区获得较多的太阳辐射能，如果墙壁和屋顶涂刷较深的颜色，则其反射率会更小，吸收的太阳能将更多，并因为墙壁、屋顶和地面的建筑材料又具有较大的导热率和热容量，“城市街谷”于日间吸收和储存的热能远比郊区为多。

其次，“城市街谷”中，天穹可见度（smy view fector，简作SVF，以表示）比空旷郊区小（图8·21，图略）在街谷底部长波辐射能的交换中，其长波逆辐射值除来自大气的逆辐射外，还有墙壁、屋檐等向下方的长波辐射。因此其长波净辐射的热能损失就比郊区旷野小，再加上城市街谷中风速又比较小，热量不易外散，这些都导致其气温高于郊区。

（二）人为热和温室气体

1．人为热：在中高纬度城市特别是在冬季，城市中排放的大量人为热是热岛形成的一个重要因素。许多城市冬季热岛强度大于暖季，周一至周五热岛强度大于周末，即受此影响。

2．温室气体：城市中因能源消耗量大，排放至大气中的CO2等温室气体远比郊区为多，其增湿效应很明显

（三）天气形势与气象条件

1．在稳定的气压梯度小的天气形势下，才有利于城市热岛的形成。在强冷锋过境时，即无热岛现象。

2．在风速大，空气层结不稳定时，城郊之间空气的水平和垂直方向的混合作用强，城区与郊区间的温差不明显。一般情况是夜晚风速小，空气稳定度增大，热岛乃增强。

3．在晴天无云时，城郊之间的反射率差异和长波辐射差异明显，有利于热岛的形成。

(2)城市热岛效应

根据大量观测事实证明，城市气温经常比其四周郊区为高。特别是当天气晴朗无风时，城区气温Tu与郊区气温Tr的差值△Tu-r（又称热岛强度）更大。例如上海在1984年10月22日20时天晴，风速1.8m/s，广大郊区气温在13℃上下，一进入城区气温陡然升高（图8·20，图略），等温线密集，气温梯度陡峻，老城区气温在17℃以上，好像一个“热岛”矗立在农村较凉的“海洋”之上。城市中人口密集区和工厂区气温最高，成为热岛中的“高峰”（又称热岛中心），城中心62中学气温高达18.6℃比近郊川沙、嘉定高出5.6℃，比远郊松江高出6.5℃，类似此种强热岛在上海一年四季均可出现，尤以秋冬季节晴稳无风天气下出现频率最大。

世界上大大小小的城市，无论其纬度位置、海陆位置、地形起伏有何不同，都能观测到热岛效应。而其热岛强度又与城市规模、人口密度、能源消耗量和建筑物密度等密切有关。

城市热岛的形成有多种因素（详见表8·10），其中下垫面因素、人为热和温室气体的排放是人类活动影响的两个方面。但在同一城市，在不同天气形势和气象条件下，热岛效应有时非常明显（晴稳、无风），热岛强度可达6℃-10℃上下，有时则甚微弱或不明显（大风、极端不稳定）。由于热岛效应经常存在，大城市的月平均和年平均气温经常高于附近郊区。

(3)城市干岛和湿岛效应

在表8·8中指出城市相对湿度比郊区小，有明显的干岛效应，这是城市气候中普遍的特征。城市对大气中水汽压的影响则比较复杂，以上海为例，据近7年（1984-1990年）城区11个站水汽压eu和相对湿度RHu的平均值与同时期周围4个近郊站平均水汽压er和相对湿度RHr相比较（见表8·11）

相对湿度都有明显的日变化。据实测△RHu-r的绝对值虽有变化，但皆为负值。全天皆呈现出“城市干岛效应”。△eu-r的日变化则不同，如果按一天中4个观测时刻（02、08、14、20时），分别计算其平均值，则发现在一年中多数月份夜间02

市湿岛”。在暖季4月至11月有明显的干岛与湿岛昼夜交替的现象，其中尤以8月份为最突出。图8·22、8·23（图略）给出1984年8月13日14时（城市干岛）和同日02时（城市湿岛）干岛与湿岛昼夜交替的一次实例，此类现象在欧美许多城市大都经常出现于暖季。

上述现象的形成，既与下垫面因素又与天气条件密切相关。在白天太阳照射下，对于下垫面通过蒸散过程而进入低层空气中的水汽量，城区（绿地面积小，可供蒸发的水汽量少）小于郊区。特别是在盛夏季节，郊区农作物生长茂密，城郊之间自然蒸散量的差值更大。城区由于下垫面粗糙度大（建筑群密集、高低不齐），又有热岛效应，其机械湍流和热力湍流都比郊区强，通过湍流的垂直交换，城区低层水汽向上层空气的输送量又比郊区多，这两者都导致城区近地面的水汽压小于郊区，形成“城市干岛”。到了夜晚，风速减小，空气层结稳定，郊区气温下降快，饱和水汽压减低，有大量水汽在地表凝结成露水，存留于低层空气中的水汽量少，水汽压迅速降低。城区因有热岛效应，其凝露量远比郊区少，夜晚湍流弱，与上层空气间的水汽交换量小，城区近地面的水汽压乃高于郊区，出现“城市湿岛”。这种由于城郊凝露量不同而形成的城市湿岛，称为“凝露湿岛”，且大都在日落后若干小时内形形成，在夜间维持。图8·22即是凝露湿岛的一个实例，在日出后因郊区气温升高，露水蒸发，很快郊区水汽压又高于城区，即转变为城市干岛。在城市干岛和城市湿岛出现时，必伴有城市热岛，这是因为城市干岛是城市热岛形成的原因之一（城市消耗于蒸散的热量少），而城市湿岛的形成又必须先具备城市热岛的存在。

人类活动是全球气候系统中的重要成员之一，也是气候变化的一个重要影响因素。

人类活动对气候变化的影响以及两者之间的联系，是20世纪70年代以来的热门话题。

由于近百年来全球气温有变暖的趋势，同时科学家们又注意到人类向大气中排放的微量气体浓度明显增加，因此，两者之间是否有因果联系等，是各国科学家、公众和政策制定者关注的问题。

在人类出现于地球后的数万年发展过程中，绝大部分时间是被动地适应居住环境和相应的气候条件。

在此期间，人类并未对环境和气候产生足够大的影响，气候仍在其基本因子的作用下变化着。

但在世界工业革命后的200年间，地球上人口剧增，科学技术发展和生产规模的迅速扩大，人类对环境的破坏和对气候的影响越来越大，地球表面及大气的自然状态受到破坏。

由于砍伐森林和燃烧矿物燃料，大气中的二氧化碳浓度迅速增加，造成温室效应加剧。

20世纪60年以来，氯氟烃等微量气体的增加，又加速了这一过程。

同时，由于过渡放牧，破坏原始森林及自然植被改变了地表的物理状况，城市的扩展造成热岛效应，大气污染，平流层臭氧受到破坏使南极臭氧洞扩大。

这些都直接或间接改变了气候系统的状况。

目前，这种因人类活动造成的气候变化，在数十年到百年时间尺度的气候变化中，其影响程度已可达到和自然因子影响同等的程度。

因此，若不加以合理规划和控制，人类活动对气候的影响将日渐加剧，不仅会破坏人类赖以生存的居住环境，还将危及社会的可持续发展。

人类活动对气候和环境的影响，许多可以后延数十年乃至上百年，在相当长的时间内难以恢复。

如何评价人类活动对气候环境的影响，如何采取有效措施存利去弊，以改善人类居住环境和气候状况，确保社会的可持续发展，便成为摆在人们面前的一个重大问题，也是摆在各国 *** 面前的一个迫切需要解决的问题。

我国处于世界气候脆弱带，全球变暖必将对我国经济和社会发展带来重大影响。

人类活动对气候变化的影响：

人类活动给气候变化带来的影响，不仅直接影响到气候的冷暖与干湿，而且对生态环境、经济贸易仍至国际政治关系产生广泛的影响，同时环境与经济的改变反过来又会影响到气候变化。

可以说当前的全球气候变化是迄今人类遇到的一个最复杂的地球系统科学问题之一。

世界气象组织主持制定的世界气候影响计划提出了气候对人类影响的十个研究方向：1.人类的健康和工作能力；2.住房建筑和新住宅区；3.各类农业；4.水资源开发和管理；5.林业资源；6.渔业和海洋资源；7.能源的生产和消费；8.工商业活动；9.交通和运输；10.各种公共服务。

其中，由于气侯变化而引起的海平面升降、农业和粮食的供给、环境污染、生态系统变化、淡水资源以及人类健康等方面的影响问题最受关注。

人类活动引起的温室效应增强，是目前最为重要的全球环境问题之一。

在寒冷地区的农业生产中，为使农作物如蔬菜等能够在寒冷气候中正常生长，经常建造玻璃(或透明塑料)房屋，将农作物种植在里面。

利用玻璃可以让太阳短波辐射通过的原理，保持白天室内足够温暖的温度。

又利用夜晚室内地面长波辐射被玻璃返回地面的原理，继续保持室内夜间温暖的温度。

人们称这样的玻璃房屋为温室。

大气中有些微量气体，如水汽、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷等，能够起到类似玻璃的作用，即大气中的这些微量气体能够使太阳短波辐射的某些波段透过，达到地面，从而使近地面层变暖；又能使地面放射的长波辐射返回到地表面，从而继续保持地面的温度。

人们把大气中微量气体的这种作用称为大气中的温室效应，而把具有这种温室效应的微量气体称作“温室气体”。

据研究，如果大气中没有这些温室气体，地表平均温度要比现在低33℃。

所以这些温室气体的存在，对于在地表形成今天这样适宜生物生存的温度是十分重要的。

自从工业革命(1750 年)以来，人类由于使用煤炭、石油和天然气等化石燃料，以及加速毁林和破坏草原，大气中温室气体如：二氧化碳、甲烷、一氧化二氮的浓度分别增加了 30%，145%，15%(1992年资料)，这些变化主要归因于人类活动。

许多温室气体可在大气中存在很长时间(例如，二氧化碳和甲烷可存在几十年到数百年)，具有增温作用。

因此，它们将在很长时间内起作用。

近百年全球变暖的证据，除气温外，还表现在诸多方面，近几十年的观测记录表明，从地表到对流层低层和中层均存在增暖特征，陆地土壤温度及海洋表层海温也在变暖。

另外，探测资料还显示，对流层高层与平流层低层有变冷的趋势。

此外，全球大部分陆地区域的日最低温度明显变暖，因此日较差明显减小。

近百年全球海平面平均上升了20～30厘米；全球中高纬度冰雪融化，冰川范围向高纬度收缩，尤以北美与欧亚大陆北部最为明显，高山雪线也明显收缩。

气候变化与经济和社会发展息息相关。

全球变暖对农业生产造成极大危害，在一些农业生产脆弱区，虫害增加和干旱可能造成粮食减产，从而改变粮食贸易格局。

此外，全球变暖对自然地球生态系统影响也十分明显，由此造成的社会经济后果将非常严重，特别是对于生态脆弱区。

这些地区的社会经济发展严格依赖于自然生态系统，生态系统的改变，将对粮食、燃料、医药和建筑材料等产生影响，危及人类生存。

全球变暖对水循环的影响，在脆弱的干旱与半干旱地区更加明显。

例如，我国的干旱和半干旱地区近50年来有明显变干的趋势，一些河流和湖泊已经干枯。

全球变暖将可能使华北地区变暖变干，造成该地区干旱加剧，水资源更加短缺。

水循环变化，将改变农业、生态系统和其它方面的用水方式，这将对本已处于干旱状态的区域 (如非洲撒哈拉地区)的农业和水力发电等造成严重后果。

一些对水资源脆弱和敏感的地区，将可能承受不了这种压力。

全球变暖及相应的一系列气候变化，对人类健康也会有直接或间接的影响。

研究表明，随着全球变暖，夏季高温日数将明显增加，心脏病和高血压病人犯病和死亡率都将增加。

气候的急剧变化，如寒潮爆发或春季强冷空气的入侵等，对人的健康会有影响，尤其是一些病人和体弱的人群。

全球变暖引起的病虫害增加和细菌繁殖，对人类健康的危害极大。

例如高温与高湿可能造成蚊蝇孳生，导致霍乱病、疟疾病和黄热病等发病率增加。

高温与干旱可能导致一些传染病增加，这在人口聚集区危害更大。

温度和降水的变化，可能从根本上改变病媒传染的疾病和病毒性疾病的分布，使其移向较高纬度地区，令更多人口面临疾病危险。

许多发展中国家由于医疗设备和药物条件较差，而面临更大威胁。

全球变暖造成冰雪大量融化和海水热膨胀，将加快海平面上升，改变海洋环流和海洋生态系统，对社会经济造成重大损失。

全球海平面上升将直接危及到低岛屿、低海岸带，及地势低洼地区和国家，许多城市坐落在海岸附近，那里人口密集，工农业发达。

海平面上升，海水可能淹没农田，污染淡水供应，还可能改变海岸线。

全球变暖将对人类居住环境、能源、运输和工业等部门产生影响。

人类居住环境对于发展迅速的气候变化的潜在响应是脆弱的，世界上一些三角洲地区对海平面升高的响应很脆弱，这包括埃及的尼罗河三角洲、孟加拉国的恒河三角洲、中国的长江和黄河三角洲、中印半岛的湄公河三角洲、南美的亚马逊河三角洲、美国的密西西比河三角洲等。

海面上升、海水入侵，还将使巴西、阿根廷和中国等国家沿海人口密集的工业区经济蒙受极大损失。

海面上升：降淹没耕地，迫使人口大规模迁移，同时还会影响渔业生产。

关于“IPCC评估报告系列解读③人类活动对气候系统多圈层影响显著”这个话题的介绍，今天小编就给大家分享完了，如果对你有所帮助请保持对本站的关注！