氣候變化導(dǎo)致的極端天氣事件是“地球村”面臨的主要威脅之一，在滾滾的熱浪、肆虐的洪水、洶涌的赤潮等面前，人類是名副其實(shí)的命運(yùn)共同體，保護(hù)地球家園是我們共同的責(zé)任。

中國(guó)是應(yīng)對(duì)氣候變化的行動(dòng)派，鄭重宣示了碳達(dá)峰與碳中和目標(biāo)并大力付諸行動(dòng)，贏得了國(guó)際社會(huì)的廣泛尊重。中國(guó)科學(xué)家積極行動(dòng)起來(lái)，深入研究氣候變化的內(nèi)在機(jī)理，科學(xué)分析人類社會(huì)對(duì)氣候變化的歷史責(zé)任和減排義務(wù)，努力開發(fā)旨在促進(jìn)節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)和綠色消費(fèi)技術(shù)……為解決氣候變化問題貢獻(xiàn)智慧和力量。秦大河是其中杰出的代表，他長(zhǎng)期從事冰川和極地研究，是“中國(guó)徒步橫穿南極大陸第一人”，曾參與聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)評(píng)估報(bào)告的編寫工作，獲得環(huán)境領(lǐng)域全球最高獎(jiǎng)項(xiàng)“沃爾沃環(huán)境獎(jiǎng)”。

——編  者

科學(xué)家寄語(yǔ)

我的生命好像與地理、與冰川早早結(jié)緣。父親因?yàn)楣ぷ餍枰?，曾輾轉(zhuǎn)多地從事教學(xué)和科研工作。我與兄弟姐妹的名字，都帶上了明顯的地理色彩。由于我出生在黃河之濱，名字就被起作“大河”。在12歲讀小學(xué)六年級(jí)時(shí)，我在作文中寫過這樣一段話：“我要讓我的腳印印遍地球上的任何角落。”今年，我75歲了，仍然在為12歲時(shí)的夢(mèng)想而努力。

——秦大河

全球變暖加快加劇

北半球中高緯度更顯著 

近年來(lái)，全球范圍內(nèi)，極端天氣頻率顯著增高，高溫、風(fēng)暴潮、干旱、洪水等災(zāi)害持續(xù)加劇。隨著這種趨勢(shì)繼續(xù)發(fā)展，上述災(zāi)害將更加頻繁、更加強(qiáng)烈，跨行業(yè)、跨區(qū)域的復(fù)合型氣候變化風(fēng)險(xiǎn)將增多，且更加難以管理，從而加大對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的壓力。

根據(jù)氣象記錄，20世紀(jì)初以來(lái)，全球地表平均溫度不斷上升。從20世紀(jì)50年代開始，溫度上升的速度明顯加快，冰凍圈逐漸退縮，海平面逐步上升，自然災(zāi)害發(fā)生頻率越來(lái)越高，強(qiáng)度越來(lái)越大。從20世紀(jì)80年代開始，變暖進(jìn)一步加劇，其中北半球中高緯度地區(qū)尤為顯著。

2014年，聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)發(fā)布（IPCC）的第五次評(píng)估報(bào)告指出，從1901年到2012年，全球地表平均溫度升高了約0.89℃。2021年，該委員會(huì)發(fā)布的第六次報(bào)告指出，2011年到2020年，全球地表溫度相比工業(yè)化前，上升了1.09℃，從未來(lái)20年的平均溫度變化預(yù)估來(lái)看，全球溫升預(yù)計(jì)將達(dá)到或超過1.5℃。在未來(lái)幾十年，所有地區(qū)的氣候變化都將加劇。只有立即、迅速、大規(guī)模減少溫室氣體排放，才有可能實(shí)現(xiàn)把升溫幅度限制在接近1.5℃或2℃的目標(biāo)。

升溫加劇水循環(huán)

災(zāi)害更劇烈頻繁

地表平均溫度每升高1℃，空氣中的水汽含量約增加7%。從概率上講，降雨量會(huì)增加，降水區(qū)域也會(huì)變化，此外，還會(huì)導(dǎo)致臺(tái)風(fēng)強(qiáng)度加大。值得注意的是，氣候變化不僅僅是溫度上升的問題，它正在給全球不同地區(qū)帶來(lái)多種不同的組合性變化，而這些變化都將隨著進(jìn)一步升溫而持續(xù)增加，包括干濕度的變化，風(fēng)、冰、雪的變化，沿海地區(qū)變化和海洋的變化等。

全球升溫1.5℃時(shí)，熱浪將增加，暖季將延長(zhǎng)，而冷季將縮短；全球升溫2℃時(shí)，極端高溫將更頻繁地沖擊農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人體健康的臨界耐受閾值。氣候變化正在加劇水循環(huán)，這在總體上會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)的降雨和洪水，但對(duì)一些地區(qū)而言，則可能意味著更嚴(yán)重的干旱?？梢灶A(yù)見，整個(gè)21世紀(jì)，沿海地區(qū)的海平面將持續(xù)上升，這將導(dǎo)致低洼地區(qū)發(fā)生更頻繁、更嚴(yán)重的沿海洪水，并將導(dǎo)致海岸受到進(jìn)一步侵蝕。以前百年一遇的極端海平面事件，到本世紀(jì)末可能每年都會(huì)發(fā)生。

另外一個(gè)值得關(guān)注的現(xiàn)象是，在一些地方，熱浪和干旱事件的發(fā)生時(shí)間很接近，甚至同時(shí)發(fā)生。一個(gè)地區(qū)在兩次極端天氣事件之間幾乎沒有恢復(fù)的時(shí)間，這構(gòu)成了一種特殊的風(fēng)險(xiǎn)。

多種因素促升溫

二氧化碳是主因

人類的行動(dòng)有可能決定未來(lái)的氣候走向。有證據(jù)顯示，雖然其他溫室氣體和空氣污染物也能影響氣候，但二氧化碳是氣候變化的主要驅(qū)動(dòng)因素。

世界氣象組織發(fā)布的2021年全球氣候狀況公報(bào)指出，2020年全球大氣中溫室氣體平均濃度再創(chuàng)新高，其中二氧化碳的平均濃度比工業(yè)化前水平高出49%。IPCC的第六次評(píng)估報(bào)告中的第一工作組報(bào)告《氣候變化2021：自然科學(xué)基礎(chǔ)》評(píng)估指出，人類活動(dòng)導(dǎo)致的大氣中溫室氣體濃度持續(xù)增加造成溫室氣體的輻射效應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)，當(dāng)前人為輻射強(qiáng)迫（由于氣候系統(tǒng)內(nèi)部變化等外部強(qiáng)迫引起的對(duì)流層頂垂直方向上的凈輻射變化）為每平方米2.72瓦，比IPCC的第五次評(píng)估報(bào)告第一工作組報(bào)告所評(píng)估的每平方米2.29瓦高約20%，所增加的輻射強(qiáng)迫中約80%是由于大氣中溫室氣體濃度增加造成的。

穩(wěn)定氣候需要大力、快速和持續(xù)地減少溫室氣體排放。這樣做難度很大，需要世界各國(guó)各地區(qū)共同努力，才有可能實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

氣候變化冰先知

冰凍圈顯著縮小

“氣候變化冰先知。”1979年以來(lái)，北極海冰范圍顯著縮小。20世紀(jì)70年代，北冰洋每年9月海冰的范圍是1000萬(wàn)到1200萬(wàn)平方公里。根據(jù)國(guó)際雪冰資料中心的最新數(shù)據(jù)，北冰洋9月海冰范圍已經(jīng)縮減到400萬(wàn)平方公里左右。海冰范圍減少，會(huì)大大影響歐洲、美洲和亞洲的天氣和氣候。無(wú)論是冬季寒潮，還是夏季強(qiáng)降水等災(zāi)害，可能都與此有關(guān)。

同樣，北冰洋海冰的冰量（體積）也在不斷減小。北冰洋海冰冰量每年9月份最小，3月份最大。2017年9月，冰量減少到約4000立方千米，而1979年9月為1.6萬(wàn)立方千米，38年間海冰冰量減少了75%。從這一系列數(shù)據(jù)，不難看出當(dāng)前氣候變化的嚴(yán)峻態(tài)勢(shì)。

目前，在全球變暖、冰凍圈退縮的背景下，冰凍圈科學(xué)受到前所未有的重視，已成為國(guó)際氣候系統(tǒng)及全球變化研究中最活躍的領(lǐng)域之一，也是當(dāng)前全球變化和可持續(xù)發(fā)展研究領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。

冰凍圈是指地表水體以固態(tài)形式存在的那一部分，是一個(gè)連續(xù)分布的低溫圈層。冰凍圈科學(xué)研究冰凍圈各組成要素的特性、形成機(jī)理、發(fā)育過程等以及與其他圈層的相互作用和對(duì)人類社會(huì)的影響。冰凍圈作為氣候系統(tǒng)的一個(gè)特殊圈層，以其對(duì)全球環(huán)境變化高度敏感性、對(duì)氣候變暖的顯著指示性以及對(duì)大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈和人類圈的強(qiáng)烈影響，顯示出獨(dú)特而又重要的作用。在受氣候變化影響的諸環(huán)境系統(tǒng)中，冰凍圈變化首當(dāng)其沖，是全球變化最快速、最顯著、最具指示性，也是對(duì)氣候系統(tǒng)影響最直接和最敏感的圈層，被認(rèn)為是氣候系統(tǒng)多圈層相互作用的核心紐帶和關(guān)鍵性因素之一。

率先建立冰凍圈學(xué)科體系

冰芯鉆探成果引人矚目

21世紀(jì)初，世界氣候研究計(jì)劃推出“氣候與冰凍圈”核心計(jì)劃，旨在定量評(píng)估氣候變化對(duì)冰凍圈各要素的影響以及冰凍圈在氣候系統(tǒng)中的作用。中國(guó)是這一科學(xué)計(jì)劃的發(fā)起國(guó)之一。把冰凍圈視為一個(gè)整體，通過多學(xué)科交叉、新技術(shù)應(yīng)用、重大計(jì)劃推動(dòng)，開展全球尺度的系統(tǒng)性、集成性研究已成為國(guó)際趨勢(shì)。中國(guó)科學(xué)家緊抓這一趨勢(shì)，在冰凍圈科學(xué)體系化建設(shè)方面走在了國(guó)際前列，率先建立了冰凍圈科學(xué)學(xué)科體系，在冰凍圈科學(xué)的理論、方法和體系化方面發(fā)揮引領(lǐng)作用。

儲(chǔ)存于冰凍圈內(nèi)的氣候環(huán)境信息十分豐富。積雪、河湖海冰、冰川與極地冰蓋的范圍與冰量變化、冰層內(nèi)物理化學(xué)生物等濃度、冰緣地貌、泥炭沉積、地下冰、鉆孔溫度等，均能反映不同時(shí)間尺度上的地球環(huán)境氣候變化。尤其是冰芯，能為全球變化研究提供豐富的、高分辨率的氣候環(huán)境記錄，因而成為各國(guó)科學(xué)家“爭(zhēng)搶”的研究對(duì)象。

1995年，“歐洲南極冰芯鉆探項(xiàng)目”科考小組開始在南極冰蓋冰穹C鉆取冰芯，所獲冰芯可以重現(xiàn)80萬(wàn)年來(lái)南極洲溫度變化和大氣組成成分變化，為氣候變化科學(xué)作出貢獻(xiàn)。

我國(guó)科學(xué)家在冰芯鉆探方面取得了引人矚目的進(jìn)展——2006年3月25日，中國(guó)第21次南極考察隊(duì)凱旋。此次考察的最大收獲之一是，在南極冰蓋最高點(diǎn)冰穹A上，成功鉆取了長(zhǎng)達(dá)135米的冰芯，通過對(duì)其研究，至少可以獲知最近兩千年的氣候環(huán)境變化的信息。

搶占冰凍圈科學(xué)理論制高點(diǎn)以冰凍圈科學(xué)成果造福世界

需要強(qiáng)調(diào)的是，冰凍圈科學(xué)不僅研究自然屬性，也非常關(guān)注與人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的關(guān)系，是自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)的交叉。

中國(guó)冰凍圈分布廣泛，不僅有重要的氣候效應(yīng)，還是干旱區(qū)和綠洲經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及保障干旱區(qū)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的重要水源，關(guān)系到西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施和國(guó)家重大工程建設(shè)的安全。中國(guó)冰凍圈還是亞洲大江大河的源頭區(qū)域，直接滋潤(rùn)著流域內(nèi)數(shù)十億人口。

不久前，我與科研團(tuán)隊(duì)完成了《中國(guó)冰凍圈服務(wù)功能形成過程及其綜合區(qū)劃研究》，這是國(guó)家自然基金重大項(xiàng)目。我們重點(diǎn)研究了中國(guó)冰凍圈過程與水資源、生態(tài)、人文服務(wù)功能及其凍土積雪工程服役性之間的機(jī)理及其未來(lái)演變趨勢(shì)，建立冰凍圈服務(wù)功能研究的理論方法體系及其綜合服務(wù)功能評(píng)估體系，希望搶占冰凍圈科學(xué)理論的國(guó)際制高點(diǎn)，制訂中國(guó)冰凍圈綜合服務(wù)功能區(qū)劃方案，不僅為地方和國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略決策服務(wù)，也為應(yīng)對(duì)氣候變化和人類可持續(xù)發(fā)展事業(yè)作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（作者為中國(guó)科學(xué)院院士、發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士）