欧洲人类活动因子贡献温度的变化特征概述

欧洲人类活动因子贡献温度的变化特征概述研究气温变化对人类生存和发展具有重要意义，本文主要研究人类活动因子对欧洲地表气温的影响，通过对1850-2015年的温度数据以及1901-2012年的ERU数据的处理，利用eof经验正交分析函数分别分析1901-2012年的年平均气温、冷暖季年平均气温、1980-1999年月平均气温、1980-1999年冷暖月平均气温、2000-2012年月平均气温、2000-2012年冷暖月平均气温，通过对1850-2015年距平温度以及1901-2012年年平均气温的分析发现以下特征：总体上地表气温呈上升趋势，1850年至1910年，欧洲地表气温有一小幅度上升后基本保持不变，自1910年至1940年温度有上升趋势，1940年至1970年温度有下降趋势，1970之后温度明显增加，且幅度超过1940年至1970年上升幅度。但在2000年之后，温度却没有持续上升，而是保持20世纪末的水平，出现了温度停滞现象，通过eof分析得出欧洲地表气温主要受动力作用以及人类活动的影响，比如北大西洋涛动，厄尔尼诺等。关键字：温度，人类活动，eof分析1•1研究背景人类活动对气温变化的影响越来越受到各国政府、科学家和公众的注意（王绍武、叶瑾琳，1995）。人类活动是人类为了自己生存和发展以及提高生活水平，不断进行了一系列不同类型不同规模的活动，包括农业、林业、渔业、牧业、矿、工业、商业、交通、观光以及各种工程建设等；自从有了人类以来，为了求生存以及求的更好的生活环境，人类一直向大自然夺取生存空间，已经成为影响环境变迁的主要因素之一。人类所居住时间越久、人口越多的地方，受到的人类的影响也就越大。以前人口数量少、科学技术不发达，人类以焚烧森林的方式扩张耕地，对大自然的影响是区域性而且是缓慢的。随著人口迅速増加、科技不断突飞猛进，人类对环境的影响不断加速而且影响范围也迅速扩大，假以时曰演化成森林大面积缩小、土壤水分不断流失、水体污染、空气污染、降低了生物的多样性以及沙漠化，甚至可能导致全球气候变迁。自二十世纪八十年代以来，世界各国都高度关注全球气温变化，被用于监测全球气候系统的数据显示出如下特征:1901年到1940年期间地球表面呈现出整体变暖的趋势；1940年到1970年期间呈现出轻微变冷的趋势；在之后的1970零年至今表现出显著的变暖趋势（李立娟等，2007）o从总体上来看，近百年以来，全球正在经历一个持续不断的升温趋势。一部分科学家认为在未来50到100年全球温度将一直保持这种持续上升的趋势，这种情况将会将会给全球的经济发展和生态环境保持带来重大的影响，，这也将会影响到人类的生存和发展，甚至带来巨大的威胁和挑战。欧洲作为全球的一个重要组成部分，其近百年平均温度的变化趋势与北半球的温度变化趋势大致相似，但是在具体的变化过程以及相应的幅度上与全球温度变化存在着很大差异，所以，对欧洲气温变化趋势以及其影响因子的研究具有非常重要的意义。1•2研究现状对于20世纪以来全球变暖原因机理的分析研究，就可以使我们能够更为准确的解释之前出现的气候变化，并还可以预估未来的气候变化。有关20世纪以来全球变暖的原因，目前很大一部分相关领域的教授专家认为主要与三个方面的因素有关:首先是由于人类活动造成的温室气体的排放以及硫酸盐气溶胶浓度的变化；其次是火山气溶胶和太阳辐射变化等（周天军等，2000）自然因素的作用，火山气溶胶是由于火山爆发所引起的“阳伞效应"可以导致大气温度的降低，这是因为大气中悬浮的火山灰尘可以够强烈地反射和散射太阳短波辐射，但同时对地面发出的长波辐射却没有明显的反射和散射，太阳辐射变化指的是太阳本身就具有11年或22年的活动周期；另外地球轨道偏心率、日地距离以及地轴倾斜度等等都在以各自的周期不断地发生变化；最后则是ENSO、COWL和大洋热盐环流自然振荡等气候系统内部因素变率的影响。气候模式对研究20世纪气候变化机理非常重要。“气候变率与可预报性研究计划”设定了“20世纪气候模拟国际比较计划：通过利用不同复杂程度的气候模式对20世纪气候变化进行成因研究是其每个阶段的主要任务，由实验的结果表明，外界强迫因素是造成20世纪30年代和自70年代以来全球升温的主要原因。通过已有的海气耦合模拟实验表明，虽然内部变率也有一定的贡献，但太阳辐射变化才是造成20世纪早期全球升温的主要因素；而对于20世纪70年代之后的全球变暖现象，很大一部分人认为是由于温室气体释放所造成的。在政府之间气候变化委员会的第四次评估 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 中，大约有二十四个左右的耦合模式提供了20世纪气候模拟的实验结果，所有这些模式在分辨率上都比之前有了很大的提高。就对于全球大气平均温度变化而言，大部分耦合模式在考虑自然因子以及人为因子的共同作用下，均能够比较准确的再现过去百年间全球大气平均温度实际的演变过程。多模式集合所产生的观测序列和结果的相关系数甚至可以达到到0.87,但模式相互之间的差距却比较大，尤其是在20世纪的前半叶；通过对方差的分析表明，对于20世纪以来全球大气年平均温度变化，外强迫因素可以解释其中的60.5%,而耦合系统的内部变率则可以解释另外的39.5%(张灿，2013)。从某种意义上说是全球气候系统的内外部所有各种因子之间相当复杂的相互作用导致出现了全球大气温度的变化趋势。全球的平均气温数据是全球气候变化最直接的观测指标，人们可以通过观测到的全球地表平均温度数据中显示的其稳定性程度和长期或短期变率，全球大气温度变化实际上就是各种内外因子共同作用的结果。尽管全球变暖基本上在人们心目中已经成为事实，但内外部各个因子具体的作用机理以及相互之间的关联目前还不是十分清楚，有待进—步探索与研究。1自工业革命以来，人类无节制大量地制造二氧化碳、甲氧化亚氮烷以及氟氯碳化物等一系列温室气体。因此人类对大自然的影响不再只是局限于地表，而是扩张到大气，而且借助大气的流动，将影响范围逐渐布及全球，很大幅度提高了全球变暖的可能性。科学家也因此惊觉到气候不再是变幻莫测，更多可能是因为人类的过度发展而引发更剧烈的变化。自1980年代以来，全球平均大气温度迅速上升，异常的天气与气候现象频频发生，从而使得气候变迁突然成为世人瞩目的议题。随着工业的不断发展，生活上各种工业燃料的燃烧和交通的尾气排放，大气中二氧化碳等温室气体的含量不断増加，据计算，从19世纪60年代到20世纪70年代大气中的二氧化碳含量増加了10%左右•二氧化碳可以透过太阳的短波辐射，强烈地吸收地面发射的长波辐射，因此，二氧化碳对地面起着保温的作用。大气的“温室效应”的强弱与二氧化碳含量的浓度之间有密切的关系。随着二氧化碳浓度的増加，“温室效应”的作用也会增强，低层大气到对流层之间的大气温度将升高。到2009年全球大气中二氧化碳的含量将达到400ppmo按这种情况计算，全球大气的平均温度将会升高近IC。，到2040年，将会升高约2C°(IPCC,2007)。温室效应是地球上万物生存的必要条件，但由人类活动导致的温室效应増强却是全球变暖的一个非常关键的影响因素，尤其是对大气温度长期变化趋势的影响更为重要。化石燃料燃烧后排到大气中的烟尘颗粒和自然植被被人类破坏后被大风刮起的尘埃，以及其它一些人为原因所造成的尘埃，大幅度増加了大气中的烟尘以及微粒的数量。其中有很多半径小于20微米的大气气溶胶粒子，飘浮在大气中，犹如一把遮阳伞遮住了阳光，减弱了太阳短波辐射，导致地面气温降低。同时，由于大气中的烟尘微粒的存在，又増加了相当丰富的凝结核，给降水的形成创造了很多有利条件，増多了降水的机会。随着降水的増加，因此对地面的气温也起到了冷却作用。欧洲大部分地区处于北温带地段，气候温和湿润，西部大西洋沿岸夏季气候凉爽，冬季气候温和，多雨雾，是典型的海洋性温带阔叶林气候。东部由于远离海洋，属于大陆性温带阔叶林气候。东欧平原北部属温带针叶林气候。北冰洋沿岸地区冬季严寒，夏季凉爽但是短促，属于寒带苔原气候。南部地中海海沿岸地区冬暖多雨，夏热干燥，属于亚热带地中海式气候。本文的目的，实在此前基础上，进一步研究欧洲近一个世纪以来温度的变化，以及利用eof分析分别研究冷季和暖季对欧洲地表温度变化的贡献，在最后研究人类活动因子对对欧洲温度变化的贡献和影响。