天氣,氣候與水

1、天氣,氣候與水世界氣象日對人類來說，現(xiàn)代天氣，氣候與水日益取得巨大的，新的價值，但 又處于變化和危機發(fā)展的時代。 自古以來,危機都是發(fā)展的動力, 當前的危機主要來自人類自己，在認識與處理現(xiàn)代氣候變化與水 荒問題的過程中，人類的生產(chǎn)，生活與思維方式也隨之改變。大氣就像一部大機器,它的能源是太陽輻射。主要受到天文因子（如緯度的差別）和地表層因子（如海陸差別與地形，植被等）的影響,轉(zhuǎn)變成為熱能，一般用溫度表示。溫度有緯度的差別，也有區(qū) 域與地方的差異。 最突出的區(qū)域差異是海洋與陸地?zé)崃π再|(zhì)不同 造成的。溫度差異是產(chǎn)生氣流的主要動力。一般大氣環(huán)流，季風(fēng)環(huán)流與其它風(fēng)系被稱為熱力環(huán)流，因為它們都是熱力差別

2、推動的 環(huán)流系統(tǒng),前蘇聯(lián)科學(xué)家舒列金形象地簡稱之為熱機。氣流循環(huán) 又帶動水分循環(huán)。這兩種循環(huán)是互相影響，共同產(chǎn)生各種天氣氣 候與水文現(xiàn)象。水分主要通過海水蒸發(fā)進入大氣，并由氣流輸進大陸后，以降水 的形式到達陸地表層,形成多種多樣性和五光十色的水氣現(xiàn)象。降水與溫度是地球上產(chǎn)生各種氣候帶與氣候區(qū)的原因，當前人們 所說的氣候變化主要指的就是長時期里溫度與降水的變化。 降水 的強度與持續(xù)的時間對生產(chǎn)生活有決定性影響 ,也是風(fēng)調(diào)雨順或 旱澇災(zāi)害的主要原因。天氣氣候與水分循環(huán)在正常情況下，有利于生產(chǎn)的發(fā)展。但是在幾千年的歷史里累次出現(xiàn)人們難以適應(yīng)的異?，F(xiàn)象，這就是災(zāi)害。澇災(zāi)就是降水量超過農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承受能力的

3、上限，旱災(zāi)則是低于需水量的下限，熱害是溫度高于生產(chǎn)承受能力的上限，冷害則是農(nóng)作物難以忍受的下限。因此，幾千年的歷史既是人們開發(fā)利 用天氣氣候與水資源的歷史，也是人們同旱澇與冷熱災(zāi)害的斗爭 史。夏禹治水與羿射九日等傳說故事就是人們對古代災(zāi)害的回憶 與想象的文學(xué)表現(xiàn)。美好地球上的天氣氣候與水都是宇宙中極其珍貴的資源，從某種 意義上說，災(zāi)害從反面反映了這種資源的價值， 告訴人們?nèi)绾稳?認識和珍惜自然給予人類的這種恩賜。更值得人們擔(dān)心的是，自從工業(yè)迅速發(fā)展以來，天氣氣候與水文 現(xiàn)象的人為因素逐漸強化。工業(yè)使用化石能與機器，有力地推動生產(chǎn)能力加速提高。從此人類不再完全聽命自然，而開始有了自己的主動權(quán)。然

4、而,生產(chǎn)的發(fā)展不可能不影響自然界，這個影響首 先原于化石能（煤、石油、天然氣）加速消耗所產(chǎn)生的嚴重后果。 化石能源供不應(yīng)求發(fā)出了了自然資源危機信號，而化石能源燃燒排放大量二氧化碳等溫室氣體是全球性的大氣污染的災(zāi)害性的 結(jié)果,把全球變暖變成科學(xué)的熱門課題，都反映自然界的物質(zhì)與 能量平衡因人類濫用資源而受到了嚴重的影響。能量收支失調(diào)在現(xiàn)代最突出地表現(xiàn)在大氣中溫室氣體濃度上升 所引起的全球增溫；而自然界的物質(zhì)平衡受到影響，主要表現(xiàn)為 資源匱乏，環(huán)境污染物的增加與現(xiàn)代水荒問題，這兩者都具有惡 性發(fā)展趨勢，可能引發(fā)全球性災(zāi)變，因而得到社會各界與科學(xué)界 的高度重視。全球增溫實際上是人為提高大氣的能量水平。

5、應(yīng)當認為，人們利用化石能極為粗放，低效多耗，導(dǎo)致能源匱乏，而燃燒過程中放出 的二氧化碳等溫室氣體數(shù)量很大，并卻未經(jīng)處理地排入大氣。自 然植被通過光合作用大量吸取二氧化碳是大氣中二氧化碳的主 要支出之一,而人類又大量破壞植被,大氣中二氧化碳的收入猛 增而支出劇減，所以溫室氣體的濃度與溫室效應(yīng)有增無減，是全球增溫的氣候變化的原因。應(yīng)當認為，事實是最強有力的證明。近百年來，世界平均溫度上升 了0.6 C。如果這個升溫值果真是幾千年來未曾有過的大值，那么設(shè)想（雖然不能最后斷言）當前的增溫有可能不是自然因素所 為,而是人為原因造成的。然而，這里也有一個重要問題，科學(xué)家 至今還拿不出幾千年來每百年的平均溫

6、度數(shù)據(jù)，那么這個結(jié)論也 帶來了問號。我國氣候?qū)W的奠基人竺可楨先生的中國近五千年的氣候變遷的初步研究著名論文根據(jù)公元533544 年出版的著名農(nóng)書齊民要術(shù)中的物候與現(xiàn)代（19061961 年）物候比較,認為當時年平均溫度比現(xiàn)代約低1C ,他考證一百多年后，即唐代 6 公務(wù)員之家，全國公務(wù)員共同的天地50-847 年的史料，認為那時溫度高于現(xiàn)代，也就是說,100 多年間溫度上升 1 度多, 已經(jīng)大于近百年 0.6 C 的升溫記錄。應(yīng)當指出，在同一時期里全 球也是增溫的，所以竺可楨的估計有全球代表性。雖然竺可楨的研究并不精確，但卻是唯一的有數(shù)值意義的估計，它不低于現(xiàn)代0.6 C 的增溫值。雖然論據(jù)不

7、夠充分，但全球升溫的現(xiàn)象仍然值得高度重視，因為 畢竟已經(jīng)發(fā)生了顯著的增溫，而這個增溫是同大氣中二氧化碳的 含量同步上升的。何況以上質(zhì)疑只不過說明了全球增溫難以定論 但沒有否定它的根據(jù)。何況自然環(huán)境變化的速度不如人類發(fā)展的 速度快，人類影響突破自然界承受的上限是必然的趨勢，問題只在早晚,所以全球增溫寧可信其有，不可信其無。全球增溫的呼聲 能夠引起社會重視，使人們醒悟到現(xiàn)有發(fā)展方式孕育著重大危 機。更重要的是，升溫同人類社會的發(fā)展有內(nèi)在聯(lián)系。工業(yè)時代城市 具有無比的重要性，城市不但是人們的聚居中心，而且也是消費 中心,生產(chǎn)中心，污染中心，物資交流中心，在市區(qū)集中排放著大 量污染物，加上自然植被遭到

8、人為改變，因此城市就是人類影響 自然的前鋒地區(qū)。研究人類對自然的影響,城市有最關(guān)鍵的意義。 城市化的進程是隨著工業(yè)化而加速的。在1800 年全世界人口只有 9.6 仏 城市人口占總?cè)丝诘?2.5%,幾乎可以忽略不計。到了 2000年世界人口上升到 60 億，城市人口的比重增加到 30%上 , 很多發(fā)達國家的城市人口甚至超過總?cè)丝诘?/3,而且城市化的勢頭方興未艾。估計到了 2100 年，發(fā)展中國家的城市人口的比例 將會達到現(xiàn)在發(fā)達國家的水平，即城市人口占世界人口的2/3。不僅如此，鄉(xiāng)村的生活方式也在迅速城市化，故城市化的浪潮不限于城市，而是遍及全世界，是未來發(fā)展戰(zhàn)略問題和研究人類同天氣氣候與水

9、的關(guān)系的重點。有些學(xué)者對此提出質(zhì)疑，他們認為，全球增暖可能是城市熱島的 影響。由于城市人口與建筑物密集,耗能很多,故城市的溫度高于 農(nóng)村,在溫度較低的廣大農(nóng)村海洋，城市猶如在點點星星的暖和的島嶼，故叫城市熱島。原來全部氣象站在初建時都位于鄉(xiāng)村，但由于城市范圍迅速擴大，氣象站的環(huán)境也就由鄉(xiāng)村變成城市，在城市熱島影響下，所測定的溫度也就上升了，所以這種升溫不 過城市熱島的影響,未必能代表大氣真正的溫度。城市熱島有相當?shù)膹姸龋缟虾５某鞘袩釐u的強度在冬季達到6.8 C ,在夏季達到 4.8 Co 高緯度地區(qū)則達到 10C 以上。但是這 個質(zhì)疑并不具備實際意義，因為城市熱島實際上就是全球增溫的 組成部

10、分。特別是在當前城市化的浪潮中，小城市紛紛擴大成中，大城市,而大量的小城市正在迅速涌現(xiàn)。 許多城市聯(lián)成了城市帶。 在城市帶里熱島已經(jīng)擴大成區(qū)域規(guī)模的大氣熱源，故全球升溫里應(yīng)當有城市熱島所占的比例。全球增溫會引起熱性災(zāi)害（熱害,暴雨，臺風(fēng)等）的增加與冷性災(zāi) 害（寒潮，冷害,霜凍等）的減少。近年來不少城市出現(xiàn)破紀錄的高 溫，例如，北京北面的避暑勝地，承德與朝陽在 2000 年 7 月 14 日 都出現(xiàn) 43.3 C 的高溫。緯度在齊齊哈爾以北的巴黎1998 年出現(xiàn)39C 的高溫，類似報導(dǎo)年年出現(xiàn)，呈現(xiàn)有增無減的趨勢，有人認為 熱害的增加有全球增溫的影響，是有道理的。有人認為全球增溫未必就是壞事，因

11、為有些地區(qū)氣候惡化了，而有些地區(qū)氣候優(yōu)化了。其實這兩者是不能抵消的。 因為氣候惡化 的是現(xiàn)在的發(fā)達地區(qū)，而優(yōu)化的是高緯度人煙稀少地區(qū)。生產(chǎn)帶 的長途轉(zhuǎn)移是要大量投資與長期經(jīng)營才能見效的，后果絕不會得失相當。此外,城市化也對水資源有嚴重影響。 應(yīng)當注意，現(xiàn)代水荒正是在 雨水不多地區(qū)的城市里首先涌現(xiàn)。其關(guān)鍵在于市區(qū)范圍內(nèi)所能得到的自然降水遠遠少于城市的實際需水量?？梢哉f，現(xiàn)代水荒就是城市水荒的擴大化。假設(shè)城市人口密度為每平方公里 3 萬人，降水 1000 毫米,那么人 均降水量約 33 立方米。如果達到人均 400 立方米的低供水指標, 則至少需要 13 平方公里的雨水才能滿足 1 平方公里人口的

12、水分 需要。那么除了自己的1平方公里的雨水滴水不漏地供給使用外 至少還需要另外12平方公里的全部雨水輸進市內(nèi)。何況能夠從外地調(diào)進市區(qū)的水分主要只能是徑流，而且徑流在雨水中所占的比例（徑流系數(shù)）是十分有限的。像我國華北這樣雨水 不多的地方徑流系數(shù)約為 20%,也即只有雨量中的 1/5 才能輸進 市區(qū)。在上面假定的條件下,1 平方公里的市區(qū)需要 60 平方公里 的徑流補充才能滿足城市水分需要。如果遇到干旱少雨的年分，徑流系數(shù)還要大幅度減少。因此，城市的涌現(xiàn)改變了“一方水土 養(yǎng)一方人”的水分平衡狀態(tài)。 這就是現(xiàn)代水荒首先出現(xiàn)在雨水不 多地區(qū)（如我國的華北地區(qū)）的城市里，再由城市向農(nóng)村擴大的原因。更加

13、嚴重的是，城市既要供水，還需要排水。排出的水都是經(jīng)過使 用而受到污染的水。工業(yè)生產(chǎn)主要是物理化學(xué)產(chǎn)業(yè)，甚至農(nóng)業(yè)也大量使用化肥與農(nóng)藥。這就使得污染極大地惡化了水源與大氣層 使其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。 其結(jié)果，水環(huán)境惡化，水資源失去使 用價值,有水等于無水，甚至比無水更加嚴重，這又使現(xiàn)代水危機 雪上加霜。應(yīng)當認為，全球增溫與現(xiàn)代水荒又是互相增強的，溫度越高，蒸發(fā) 越大,需水越多，水荒的影響也就加強。世界地圖上的沙漠帶主要 位于副熱帶降水不多的陸地，就是高溫與缺水共同影響的結(jié)果。這種情況也在城市得到突出的表現(xiàn)。中國古代對禍與福早有深刻的哲學(xué)認識。老子說：“禍兮，福之所 倚；福兮，禍之所伏?！泵鞔_指出

14、，危機并不可怕，它可能是以后 繁榮的契機。儒學(xué)認為：“天作孽，猶可違；人作孽，不可活。” 指出天災(zāi)是可以防制的，人禍則是致命的，其涵義之深遠，簡直就 是直指現(xiàn)代的各種危機。又說:”天時不如地利，地利不如人和。”所以在災(zāi)禍面前應(yīng)當求諸人，不應(yīng)當求諸天，對現(xiàn)代天氣氣 候與水荒也應(yīng)當這樣認識。值得高興的，現(xiàn)在人們已經(jīng)認識到應(yīng)當協(xié)調(diào)發(fā)展與環(huán)境的關(guān)系，氣候變化框架公約等各種文件，力圖規(guī)范各國的生產(chǎn)方式，達到減輕溫室效應(yīng)與水荒繼續(xù)惡化的目的，加上現(xiàn)代人類擁有的強大科學(xué)技術(shù)力量，這些努力都是很可取的，反映人類在技術(shù)進步的同時，本身也有了新的覺醒，這對走可持續(xù)發(fā)展的路是極其 重要的。然而,溫室氣體排放的限制是一件巨大的系統(tǒng)工程，它不僅具有明顯的技術(shù)因素，而更重要的它需要全球社會各行業(yè)的共同努力 因而有很大的思想與組織因素，突出地反映在決策，規(guī)劃與管理 問題上。因此，任何同大氣環(huán)境與水有關(guān)的環(huán)境與資源問題就不 是一個人，一個企業(yè)與一個國家的事，而是全人類的事。關(guān)心總體 利益將成為人性的新表現(xiàn)。這就使人類不但面臨一場生產(chǎn)方式與 生活方式的革命，