全球變化研究評論（第1輯）

前言

　　1999年5月8日，美國炸毀我國駐南斯拉夫大使館，造成我使館人員3人死亡，20多人受傷。為此，中華人民共和國政府發(fā)表聲明，中國政府和人民對這一野蠻暴行表示極大憤慨和嚴厲譴責，并提出最強烈抗議。盡管如此，美國和北約在南斯拉夫的轟炸并沒有一刻停止。此后的一段時間，海外的中國人自發(fā)游行，聲討美國這一野蠻行徑。當時，我在加利福尼亞大學伯克利分校自由廣場游行之列，心中生起一個強烈的愿望，我們的武器一定要趕上世界先進水平，我們的國家要從世界上挖回一流的工程師，我們國家一定要在技術(shù)上趕上美國?！　〉?，愿望如何實現(xiàn)？中國的近代史，就是赤裸裸的技術(shù)落后的歷史。自從鴉片戰(zhàn)爭我們敗給西洋技術(shù)以來，我們國家至今還沒有在技術(shù)上領先世界。而技術(shù)的落后，并不能靠照葫蘆畫瓢就能趕上。不能只知其然而不知其所以然。我們必須看到技術(shù)只是根植于科學這顆大樹上的枝節(jié)，要在技術(shù)上超越世界水平，我們必須擁有科學的大樹，要有科學大樹，必須具備全面系統(tǒng)地培育科學這棵大樹的能力。具備這種能力就要求一個民族具備飽滿的科學精神。這恰恰是我們?nèi)狈Φ??！　∥覈叩冉逃容^缺乏科學精神的培養(yǎng)。以研究生教育為例，研究生教育作為學院教育的最頂端，一般認為，能讀研究生的人應該是具備足夠科學精神的人。我國缺乏科學精神的培養(yǎng)，表現(xiàn)在研究生缺乏主觀能動性，缺乏自己確立研究方向，主動按興趣開展研究的能力。這里可以和美國研究生作個對比。美國的研究生找到相關的教授會說自己想做什么，而我國大多數(shù)研究生則提出“老師您要我選什么課，您要我做什么？”等問題。這類問題往往貫穿于研究課題的全過程。很多研究生養(yǎng)成了按照既定路線完成課題任務的慣性思維。缺乏基本的批評、分析、比較、選擇、反復檢驗各種假設、形成理論的能力。這當然不只是研究生們的問題，大學教育本身也有很大責任。培養(yǎng)全球變化研究領域研究生獨立的科學精神和研究能力正是我們編輯這個系列專輯的主要目的。　　留學海外的中國人在樹立中國的科學精神方面肩負著不可推卸的重任。要培養(yǎng)科學精神，首先應該從培養(yǎng)研究生的科學批判精神開始?！叭蜃兓芯吭u論”邀請一批多年留學海外的學者作為編委，以全球變化研究這個熱門領域作為學科重點，通過把國際上優(yōu)秀的相關綜述和評論按一定的專題編輯成集，形成系列專輯，介紹給國內(nèi)的學者和學生。

內(nèi)容概要

本專輯通過一篇綜述性文章介紹了過去30年來人類活動引起全球變暖的相關辯論和最終得以被科學界接受這一事實。另一篇論文通過多種模型模擬預言21世紀人類活動有可能對未來千年氣候產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。兩文充分展示了由于人類活動引起全球快速變化，以及其對國際社會尋求減緩全球變化進程實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展形成的嚴峻挑戰(zhàn)。針對我國全球變化研究的薄弱環(huán)節(jié)，提出我國開展全球變化研究需要加強的四個方面，以及實施跨學科研究和國際合作的重要性。專輯還介紹了我國深入開展氣候變化研究需要建設觀測平臺，改進模式性能，提高對相關過程機理的認識等詳細的科學計劃；介紹近年來研究陸地生態(tài)系統(tǒng)取得的重要進展，包括新的概念思路和先進的理論方法；強調(diào)必須同時考慮氣候變化、城市化、人類活動及土地利用政策等的交互作用。專輯最后介紹在實現(xiàn)清潔發(fā)展過程中充分考慮本土可持續(xù)發(fā)展的經(jīng)濟學方法。

作者簡介

宮鵬，美國加利福尼亞大學伯克利分校環(huán)境科學、政策與管理系教授，中國科學院遙感應用研究所和北京師范大學共建的遙感科學國家重點實驗室研究員。研究興趣包括全球土地變化、環(huán)境與健康和社會可持續(xù)發(fā)展等。在科技雜志發(fā)表論文230篇(含140篇SCI論文)。現(xiàn)擔任Internationa

書籍目錄

我國全球變化研究急需加強的幾個問題氣候系統(tǒng)觀測與模擬研究綜述全球變暖：對這個幾乎肯定的事實的總結(jié)二氧化碳排放導致不可逆轉(zhuǎn)的氣候變化陸地碳循環(huán)對氣候變暖的反饋作用氣候一生物圈系統(tǒng)內(nèi)正在變化的反饋全球變化對植物物種分布的影響預測：未來的挑戰(zhàn)CO2濃度升高、氮沉降、溫度上升及管理對溫帶和寒帶森林碳吸收的可能影響：文獻綜述基于日尺度的樹木光合作用對土壤呼吸的調(diào)節(jié)全球變化與城市生態(tài)學氣候變化影響模型需要考慮土地利用變化和火災等干擾事件加拿大森林碳源和碳匯的空間分布陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣的交互作用對研究制定氣候變化適應和減緩對策的意義把可持續(xù)發(fā)展融入清潔發(fā)展機制的分類抽租法從人類全球性馴化自然到人與自然和諧發(fā)展

章節(jié)摘錄

　　6.3 云反饋　　云反饋和水汽緊密相關，使得信息、類型、高度、持續(xù)時間、范圍以及和輻射有關的各種交互作用的不確定性更加復雜。云可以散射絕大多數(shù)短波可見光，反射近紅外和長波輻射。然而最近的觀測表明：云吸收的短波輻射比以前我們想象得要多209／6，原因可能是小水滴中煙塵的影響。云的輻射取決于諸多方面：云的厚度、成云的水滴的大小、總體水汽含量、氣溶膠含量和影響等。高層云’通過反射下行的長波輻射變得溫暖，下層的云通過向上反射短波輻射和輻射長波而變得更冷。衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)顯示凈輻射云的驅(qū)動力是負反饋（Ramanathaneta1，1989），導致氣候系統(tǒng)變冷。然而像圖25所看到的那樣，這種反饋有點是正的。此外，云產(chǎn)生降水。不僅對人類這是很重要的量，在降水和再蒸發(fā)過程中相位變化對模型中整個熱量的傳輸以及水汽的垂直分布都很重要。因此小的物理過程的研究是氣候研究的重要組成部分，但是在大小方面，采用子格網(wǎng)單元內(nèi)（各種過程的）比例是有必要的，即使知道，對這些過程進行參數(shù)化也很重要?！　?.4 二氧化碳驅(qū)動力的其他例子　　人們?nèi)匀幌胫溃趸己蜏厥覛怏w是否能夠如此有效地驅(qū)動氣候變化？他們以冰期二氧化碳和甲烷含量的升高為證，來說明這個影響是很小的。相反，在這些氣體含量增加之前肯定存在類似Milankovitch周期導致的一個初步的變暖?！　嶋H上，二氧化碳是地球歷史上大部分氣候事件的焦點。一些我們所知的事情如：40億年之前，當太陽年輕的時候，輻射強度比現(xiàn)在弱30％，這不能夠使得地球的溫度維持在零點以上。因此只有大量的二氧化碳氣體才可能使地球溫度升高到適合生命開始的條件。之后，不到10億年之前，地球完全被凍結(jié)了。如果沒有火山噴發(fā)的氣體，大氣中二氧化碳的水平是永遠不可能回復的?！　《趸贾髟讱夂蜃兓囊粋€顯著的例子來自大概數(shù)百萬年之前的一系列事件，即古新世一始新世全球增溫。大氣中二氧化碳含量急劇增加。這個過程是非常復雜的，但是卻導致溫度變化了5℃。對該事件的模擬結(jié)果和觀測一致。因此增加了模型對這些對現(xiàn)在溫度偏離程度很大的事件進行模擬的置信度。另外的一個例子來自人類排放溫室氣體導致氣候變暖，進而導致對流層和同溫層的邊界變化，即對流層頂升高。圖26在有人類排放溫室氣體和沒有人類排放溫室氣體的情況下對觀測數(shù)據(jù)進行了模擬，從中可以看到二氧化碳對大氣的影響能力?！　∧Ｐ偷慕Y(jié)果來自采用不同自然驅(qū)動力或人類驅(qū)動力（ALL）的PCM模型試驗，每個試驗有四點認識。

編輯推薦

　　Review of Global Change Research　　This volume collects 15 articles covering research progress in several directions and strategic development in global change studies. Included here is a paper summarizing the recent scientific debates on global warming and revealing various evidence that points toward human activities as the primary cause of the climate warming over the past 30 years. A second paper sends a strong signal to our society that human activities in the 21st century will cause irreversible climate change over a millennium time scale. Based on an assessment of existing research efforts， four thematic priorities of global change research in China have been identified in one article and cross-disciplinary research and international collaborations are strongly called for. In another paper， a more detailed research plan on climate change monitoring and modeling has been proposed to improve our understanding of the scientific issues involved. Several papers have been devoted to progresses achieved on some theoretical and modeling aspects of terrestrial ecosystem science that emphasizes on the interactions among climate change， and urbanization and land use policies. A taxation strategy has been proposed to ensure sustainable development while engaging in clean development in developing countries.

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