气候变化形势范例(12篇)
气候变化形势范文篇1
【关键词】降水量;降水日数;季节变化;最大降水量
一、引言
安阳位于河南省的最北部,地处晋、冀、豫三省交汇处,面积7413平方千米,人口542万,辖1市5县4区,中国古都之一。西依太行山脉与山西接壤,北隔漳河与河北省邯郸市相望,东与濮阳市毗邻,南与鹤壁、新乡连接。西部为山区,东部为平原。安阳资源充足,有丰富的农副产品资源和矿产资源。东部平原是全国优质粮油棉生产基地,被誉为“豫北粮仓”。安阳的气候为典型的暖温带半湿润大陆性季风气候,气候温和,四季分明,日照充足,雨量适中,春季温暖,夏季炎热多雨,秋季凉爽,冬季寒冷干燥,历年平均气温12-13.7℃。极端最高气温40.8℃,极端最低气温-17.4℃。全年平均气压1001.5毫巴。全年降雨量为606.1毫米。本文利用河南安阳(站号53898)1951~2010年的气象资料,分析了降水的气候变化特征。此研究有利于对河南安阳的农业气候及防灾减灾提供了科学依据。
二、材料和方法
本文使用1951~2010年河南安阳(站号53898)的气象资料。数据由各省上报的全国地面月报信息化文件根据《全国地面气候资料(1961~1990)统计方法》及《地面气象观测规范》有关规定,进行整编统计而得。数据集为中国194个基本、基准地面气象观测站1971~2000年,数据集包括气温、气压、降水、水汽压、云、天气现象、蒸发、积雪、风、地面温度、冻土、日照等13个要素的数据,文件类型为ASCII码文件。分析时采用了回归拟合和统计分析方法。
三、分析结果
1.河南安阳1951~2010年降水的年变化特征
降水的年变化是指一个地区年与年之间的降水的实际分配情况。降水的年变化是一个地区降水气候变化特征的重要方面。中国大多数地区降水量年际变化较大。具体而言,一多雨区年际变化幅度相对较小,而少雨区的年际变化幅度相对较大;沿海和内陆相比,沿海地区年际变化幅度相对较小,而内陆地区降水的年际变化幅度相对较大。图1给出了河南安阳1951~2010年降水的年变化。从图1可以发现,河南安阳的年降水变化幅度相对较大。在降水较少的年份,其年降水值不足300毫米。典型如1965年和1986年,其年降水分别为271.9mm和275.7mm;在降水较大的年份,降水能超过1000mm。典型年份如1963年降水量高达1182.2mm。安阳的最大降水量是最小降水量的大约五倍。整体上来看,河南安阳近60年来的降水呈逐年减少的趋势。其变化趋势可以用对数方程y=-38.252Ln(x)+699.22进行拟合。事实上,降水减少是全球气候变暖背景下,一个整体的变化趋势。20世纪80年代以来,随着人类活动的增加、车辆矿物燃烧等温室气体的排放,加剧了区域气候的变化。另外,河南安阳地区的降水,尤其是夏季降水的产生,与冷空气的活动关系密切。随着贝加尔湖附近冷空气的不断南下,与河南本地或者河南南部上来的暖湿空气在安阳交汇,即会在安阳附近产生比较明显的降水。最近有研究表明,近几十年来在巴尔喀什湖以东到贝加尔湖以南一线的高空环流发生了显著的变化。气候平均分析表明,大气环流在这一带形成了一座隆起的“高地”,冷空气被迫绕道而行,从而使到达河南附近的冷空气势力逐年减小,因此降水相对较少,形成逐年减少的变化趋势。
2.河南安阳1951~2010年降水的季节变化特征
为进一步分析河南安阳降水逐年减少的具体情况,对降水分季节进行了统计分析。图2给出了河南安阳1951~2010年各季节降水的变化。从图2可以看出,河南安阳各季节的降水变化趋势并不一致。其中春季降水(图2a)变换较为平缓,与全年降水变化趋势相反,春季降水呈增加的变化趋势,但增加幅度较小。春季降水可以用对数方程y=2.0997Ln(x)+76.994进行拟合;图2b给出夏季降水的变化趋势。从图中可以发现,夏季降水变化幅度相对较大,其降水呈现逐年减少的变化趋势。夏季降水可以用对数方程y=-32.527Ln(x)+470.79来拟合;图2c给出了秋季降水的变化趋势。从图2c可以看出,其秋季降水也逐年减少,但减少的幅度要略低于夏季,其变化趋势可用对数方程y=-7.4417Ln(x)+131.42进行拟合。图2d给出了冬季降水的变化趋势。从图2d可以发现,冬季降水变化十分平缓,虽然也呈逐年减少的变化趋势,但幅度最小,其变化用对数方程y=-0.3828Ln(x)+20.027进行拟合。整体上看,安阳的年降水呈逐年减少的变化趋势。但一年中的春季降水略微有所增加,其它三个季节的降水逐年减少。其中夏季降水减少的幅度最大,秋季降水减少的幅度次之,冬季降水减少的幅度最小。表1给出了个季节降水的对数拟合方程。
图3给出了河南安阳1951~2010年降水的月变化特征,表2给出了河南安阳1951~2010年各月降水占全年降水的百分比。从图中可以看出,河南安阳降水呈现不均匀的分布特征。河南安阳的降水主要分布在7月和8月。7月的降水是全年降水最大的月份,降水量占全年的29.4%;8月为全年降水第二多的月份,降水总量占全年的23.9%。这两个月的降水量之和超过全年降水总量的一半。6月是全年降水第三多的月份,其降水量占全年总降水的10.3%;5月、9月和10月安阳也有较为明显的降水,其降水总量分别为7.2%、9.9%和5.7%,其月降水量占全年的百分比超过5%≤月降水量百分比≤10%。其它月份的降水量相对较少。从河南安阳1951-2010年降水的季节变化图(图4)可以看出,河南安阳夏季降水比例最大,占全年总量的64%,秋季降水次之,其降水量占全年总量的19%。春季降水占全年的14%,冬季降水最少,其降水总量占全年不到3%。
4.河南安阳1951~2010年降水日数的变化特征(见图5)
降水日数是指气象站观测有降水的日子。本文中一个降水日所必需测到的最小降水量定为0.1毫米,即当日降水量大于或等于0.1mm,将其定义为一个降水日。图5给出了河南安阳1951~2010年降水日数的变化。从图5可以发现,河南安阳的降水日数变化较为复杂。近60年以来,安阳的降水整体呈现“增加―减少―增加”的变化趋势。从1951年至1961年的10多年时间内,安阳的降水日数增加幅度较大;1960年过后,一直到1985年左右,安阳经历了一个较长时间的降水减少期;从1980年代中期至2010年左右,降水有一个缓慢增减的变化趋势。整体上看,安阳的降水呈减少的变化趋势。其变化趋势可以用多项式方程y=-3E-05x4+0.004x3-0.1885x2+3.0003x+65.109进行拟合。降水日数的减少与前述降水量得减少趋势大体一致。
图6给出了河南安阳1951!2010年最大降水量的变化特征。从图中可以看出,安阳近60年来的最大降水量呈现“双峰双谷”的变化特征。从1951年至1960年代初期,安阳的的最大降水量缓慢增加;从1960年至1980年左右的近20年时间内,河南安阳的最大降水量逐渐减少;1980年以后一致到2000年左右,安阳的最大降水量进入另一个上升通道,2000年以后安阳的最大降水量开始减少。近60年以来,安阳的最大降水量可以用多项式方程y=-0.0009x4+0.1132x3-4.3618x2+61.713x+600.58进行拟合。
四、结论
利用1951~2010年河南安阳(站号53898)的气象资料,分析了安阳降水的气候变化特征,得出如下主要结论:
1.整体上来看,河南安阳近60年来的降水呈逐年减少的趋势。其变化趋势可以用对数方程y=-38.252Ln(x)+699.22进行拟合。
2.河南安阳夏季降水比例最大,占全年总量的64%,秋季降水次之,其降水量占全年总量的19%。春季降水占全年的14%,冬季降水最少,其降水总量占全年不到3%。7月的降水是全年降水最大的月份,降水量占全年的29.4%。
3.从季节变化来看,一年中的春季降水略微有所增加,其它三个季节的降水逐年减少。其中夏季降水减少的幅度最大,秋季降水减少的幅度次之,冬季降水减少的幅度最小。
4.近60年以来,安阳的降水整体呈现“增加―减少―增加”的变化趋势。1951年至1961年的10多年时间内,安阳的降水日数增加;从1960-1985年左右,安阳经历了一个较长时间的降水减少期;从1980年代中期至2010年左右,降水有一个缓慢增减的变化趋势。其变化趋势可以用多项式方程y=-3E-05x4+0.004x3-0.1885x2+3.0003x+65.109进行拟合。
5.安阳近60年来的最大降水量呈现“双峰双谷”的变化特征。从1951年至1960年代初期,安阳的的最大降水量缓慢增加;从1960年-1980年左右,河南安阳的最大降水量逐渐减少;1980年以后一致到2000年左右,安阳的最大降水量增加,2000年以后安阳的最大降水量开始减少。
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气候变化形势范文
关键词浅层地温;变化趋势;河北沧州;1971―2010年
中图分类号P423.3文献标识码A文章编号1007-5739(2014)03-0256-02
下垫面温度和不同深度的土壤温度统称地温,浅层地温指离地面5、10、15、20cm的地中温度[1]。地温既是土壤环境的重要指标,也是十分重要的气候资源,对农、林、牧业的区域规划有重要意义,在研究土壤发展方向、发育速率以及生物生产力形式和植物群落演替等过程中占据着重要地位,研究区域地温的变化特征具有一定的气候学意义[2-6]。近年来,许多学者对地温的应用、分布规律及变化进行了深入的研究,分析近45年浅层各季节平均地温均呈极显著的升温趋势,春季最大,夏季最小,得出地温比气温的气候变暖响应更强。沧州市位于河北省的中南部,能体现出全球气候变暖对中小城市浅层地面温度的影响。本文运用趋势图等分析方法,对沧州浅层地温进行研究,旨在进一步了解全球气候变暖对中小城市的影响[7-8]。
1资料来源与研究方法
根据沧州国家基本一般气象站1971―2010年近40年逐年及季平均浅层地温资料,采用折线图、趋势图等方法,对近40年来浅层地温变化趋势进行分析研究。资料按12月至翌年2月为冬季、3―5月为春季、6―8月为夏季、9―11月为秋季,形成季序列值。所用资料中1979年2月各浅层地温均缺测,根据资料统计方法,各浅层地温1979年年平均按缺测处理,各月地温按实有统计。
2沧州市浅层地温变化趋势分析
2.1月变化趋势
由图1可知,1971―2010年各月各浅层地温气候变化均呈上升趋势。增温趋势随深度的增加而递增,降温趋势随深度的增加而递减。各层地温最高均出现在7月,最低均出现在1月。
2.2年变化趋势
1971―2010年5、10、15、20cm地温年平均值分别为14.0、14.0、14.1、14.1℃。5、10、15、20cm地温气候变化率分别为0.024、0.012、0.097、0.055℃/10年。由图2可知,浅层地温的年变化均为上升趋势,15cm地温上升速度最为明显。
2.3季变化趋势
2.3.1春季。1971―2010年5、10、15、20cm地温春季平均值分别为15.0、14.6、14.3、14.0℃,5~20cm地温随深度增加而降低;其气候变率分别为0.023、0.045、0.144、0.085℃/10年。由图3可知,5~20cm地温均呈升温趋势,15cm地温上升较为明显。
2.3.2夏季。1971―2010年5、10、15、20cm地温夏季平均值分别为27.4、27.0、26.7、26.3℃,5~20cm地温随深度增加而降低;其气候变化率分别为-0.058、-0.082、0.069、0.008℃/10年,由图4可知,5~10cm地温呈降温趋势,10cm降温速率最快,15~20cm呈升温趋势,15cm地温升温速率最快。
2.3.3秋季。1971―2010年5、10、15、20cm地温秋季平均值分别为14.3、14.7、15.2、15.5℃,5~20cm地温随深度增加而增加;其气候变化率分别为-0.157、-0.133、-0.036、-0.050℃/10年,由图5可知,显示5~20cm地温均呈降温趋势,以5cm地温降温速率最快。
2.3.4冬季。1971―2010年5、10、15、20cm地温冬季平均值分别为-0.6、-0.2、0.2、0.6℃,5~20cm地温随深度增加而增加;其气候变化率分别为0.151、0.171、0.215、0.202℃/10年,由图6可知,5~20cm地温均呈升温趋势,以15cm地温升温速率最快,20cm地温次之。
3结语
研究结果表明,1971―2010近40年来,沧州市各月各浅层地温气候变率均呈上升趋势。增温趋势随深度的增加而递增,降温趋势随深度的增加而递减。近40年沧州市5、10、15、20cm地温年气候变化率分别为0.024、0.012、0.097、0.055℃/10年,浅层地温的年变化均为上升趋势,15cm地温上升速度最为明显。5、10、15、20cm地温春季气候变率分别为0.023、0.045、0.144、0.085℃/10年,5~20cm地温均呈升温趋势,15cm地温上升较为明显。夏季其气候变率分别为-0.058、-0.082、0.069、0.008℃/10年,5~10cm地温呈降温趋势,10cm降温速率最快,15~20cm呈升温趋势,15cm地温升温速率最快。秋季其气候变率分别为-0.157、-0.133、-0.036、-0.050℃/10年,5~20cm地温均呈降温趋势,以5cm地温降温速率最快。冬季其气候变率分别为0.151、0.171、0.215、0.202℃/10年,5~20cm地温均呈升温趋势,以15cm地温升温速率最快,20cm地温次之。
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气候变化形势范文篇3
(1凤翔县气象局,陕西凤翔721400;2凤翔县西街中学,陕西凤翔721400)
摘要:为了研究气候变暖背景下10℃界限温度的变化规律,用现代气候变化理论与数理统计方法,分析陕西关中西部近50年日平均气温稳定通过10℃的初终日期、间隔日数及其积温变化特征。结果表明:关中西部日平均气温≥10℃的初日呈显著提早趋势,终日呈波动推迟趋势。初终日之间间隔日数显著增加。≥10℃期间的积温以56.568℃·d/10a的幅度显著增加。积温年代际波动增加,冷暖交替频繁。
关键词:≥10℃初(终)日;间隔日数;积温;分析
中图分类号:S162.3文献标志码:A论文编号:2014-xb0828
基金项目:陕西省气象局科技创新基金项目“宝鸡主要农作物对气候变化的响应研究”(2010M-28)。
第一作者简介:王春娟,女,1964年出生,陕西宝鸡人,副研级高级工程师,学士,主要从事农业气象与气候变化决策服务及研究工作。通信地址:721400陕西省凤翔县气象局,Tel:0917-7281190,E-mail:wcj6063@163.com。
收稿日期:2014-08-21,修回日期:2014-10-11。
0引言
热量资源是农业生产的重要的自然资源[1],制约着一个地区农业生产的主要形式。全球气候变暖引起植物生长季长度和适宜温度范围的变化,对农作物种植制度、品种布局、栽培技术及农资配套措施等都产生了明显的影响[2-8]。不同界限温度持续日数及其积温是分析、评价一个地区农业气候资源的主要热量指标。日平均气温稳定通过10℃的日期,表示进入春耕期,喜温作物开始播种与生长,喜凉作物进入活跃生长季,多年生植物开始较大速度积累干物质及牲畜开始抓膘,可表征某一地区作物气候生长期主要气候特征。
许多学者从不同角度对中国积温变化趋势和规律进行了富有成效的研究[9-12]。徐铭志等[13]研究指出近40年气候生长期全国范围平均增加了6.6天,北方地区平均增加了10.2天,南方地区平均增加了4.2天,青藏高原增加最大为18.2天。20世纪90年代是气候生长期增加最大、增长最明显的时期。于淑秋[14]指出,除西南东部少数地方外,中国大部分地区近50年来≥10℃生长季节延长,有效积温增加。王媛荣[15]指出,陕西及各区域日平均气温稳定通过5℃初日呈提前趋势,终日变化趋势不一致,积温增加。本研究在对宝鸡市近50年气候变化趋势分析的基础上,进一步分析≥10℃界限温度的气候特征,揭示区域内气候资源分布的新格局,旨在充分认识气候变化对本地农业生产的影响,以期为宝鸡市农业积极应对气候变化、合理开发利用农业气候资源、调整种植区划和农业生产布局提供科学依据。
1研究区域与方法
1.1区域概况
陕西关中平原西部的宝鸡市(33°34′—35°06′N,106°18′—108°03′E)位于中国西北内陆,地处中国南北衔接和东西过渡地段,是中国主要的粮、油、果、畜生产基地之一。区域面积18196km2,耕地面积4.1×105hm2。年平均气温7.9~13.3℃,年降水量572.3~734.3mm,属暖温带半干旱半湿润的大陆性季风气候,四季分明。宝鸡特殊的自然地理环境在自然科学中有着独特的意义。
1.2气候资料
选取区域内11个气象站1961—2010年(陇县站是1971—2010年,陈仓区站是1974—2010年)近50年逐日平均气温资料进行统计分析。
1.3分析方法
为了保证资料的均一性,剔除了缺测及明显的观测异值。日平均气温≥10℃的初(终)日是指5日滑动日平均气温稳定通过10℃的初(终)日。利用各年稳定通过10℃日数资料,按不同阶段求取各要素的气候平均值时间序列,采用一元线性回归方法[16]分析要素变化趋势,以线性回归系数表示线性变化倾向率即气候倾向率,并利用F值进行显著性检验。气候要素的标准值取1981—2010年30年平均值。
2结果与分析
2.1≥10℃的初(终)日、间隔日数及积温的时间变化
2.1.1≥10℃的初(终)日、间隔日数及积温的年际变化
对气温资料统计分析表明,近50年,宝鸡市日平均气温≥10℃的初日平均为04-14(单位:月-日,下同),终日为10-19,间隔日数194.4d,积温3654.7℃.d(见表1)。初日最早为3-30(1986年),最晚为04-26(1963年);终日最早为10-02(1992年),最晚为11-05(2006年)。最早初日和最晚终日间隔220天,积温3315.4~4031.7℃.d。由图1可知,近50年,≥10℃初日呈显著提前趋势,线性倾向率为1.355d/10a;终日呈波动延后趋势,线性倾向率为1.200d/10a。初、终日期变化,引起间隔日数以1.826d/10a倾向率缓慢延长,积温以56.568℃.d/10a显著增加。即是说,在初日提前、终日延后的趋势影响下,近50年,宝鸡市≥10℃间隔日数延长了9.1天,积温增加了282.8℃.d,这为本地农农业生产提供了丰富的热量资源。
2.1.2≥10℃的初(终)日、间隔日数及积温的年代际变化日平均气温≥10℃各要素随年代变化趋势并不一致(见表1),初日在20世纪60年代和80年代波动延后,20世纪70年代小幅提前,20世纪90年代到21世纪初分别以4.303d/10a和9.697d/10a线性倾向率显著提前。终日除在20世纪70年代和21世纪初呈延后趋势外,其他年代不同程度的小幅提前,但总趋势是延后的,线性倾向率为11.152d/10a。从≥10℃初日、终日距平变化曲线(图1)分析,在20世纪80年代以前,≥10℃初日变化以负距平为主,终日变化以正距平为主;20世纪80年代,≥10℃初、终日变化幅度基本一致;从20世纪80年代后期开始,受全球气候变暖趋势的影响,≥10℃初日变化以正距平为主,而终日变化以负距平为主,初、终日间隔日数愈来愈多,线性倾向率为2.415d/10a,这与西北地区气候变化趋势基本一致[5]。
受初日和终日变化趋势的影响,≥10℃间隔日数除20世纪60年代和20世纪80年代小幅减少外,其他年份均呈波动增加趋势,这与初日的变化趋势基本一致。其中20世纪90年代增加幅度最大,线性倾向率为24.318d/10a,21世纪初以14.015d/10a的幅度增加。≥10℃期间积温在各个年代均呈增加趋势。从20世纪80年代后期到21世纪初,积温高位增加,平均线性倾向率为35.169℃·d/10a,2001—2010年平均积温3800℃·d,比20世纪60年代初增加了176℃·d,表明本地作物生长期内可能提供的热量资源更丰富,农业气候资源的生物学潜力进一步提高。
2.1.3≥10℃的初(终)日、间隔日数及积温的空间变化
从空间分布上看,宝鸡市日平均气温≥10℃的日期,渭河川道(渭滨、陈仓、眉县)始于4月上旬,终于10月下旬,间隔日数为206~209d,积温达4100~4300℃.天,是本区热量资源最丰富的区域(见图2)。塬区及千河河谷(陇县、千阳、凤翔、岐山、扶风)由东到西从4月上中旬逐渐开始,到10月中旬末到下旬初又由西到东逐渐终止,间隔日数176~201天,积温为3500~4100℃·d。北部山区(麟游)始于4月下旬,终于10月上旬,间隔1710天左右,积温达3000℃·d。南部山区(凤县、太白)由于气温垂直变化明显,呈显随高度升高初日推迟、终日提前的规律变化,且最早和最晚初日及最早和最晚终日的跨度均较大,都超过20天之久,影响间隔日数和积温的变化幅度也较大。其中嘉陵江河谷初日出现最早,始于4月上旬末,终于10月下旬初,间隔194天,积温达3500℃·d。而海拔1500m处的太白,受地形影响,春季暖空气活动开始迟,秋季结束早,初日推迟到5月上旬初,终日提前到于9月底中旬,间隔日数152天,积温仅为3100℃·d左右,是本地热量最差的区域。总体来看,渭河川道初日早,终日晚,间隔日数较多,然后向南、向北,初日愈来愈晚,终日愈来愈早,间隔日数和积温随之减少。南部山区比北部山区平均间隔日数少18天。
3结论与讨论
(1)受全球气候变暖趋势影响,1961—2010年,地处关中西部的宝鸡市日平均气温≥10℃的初日提前,终日延迟,初、终日间隔日数增加,积温也显著增加,为区域农业生产提供优越的热量资源。
(2)日平均气温≥10℃的日期,渭河川道开始最早,终期最晚,间隔日数最长,积温最多,是本区热量资源最丰富的区域。塬区及千河河谷由西到东初期愈来愈早,终期愈来愈晚,间隔日数和积温随之增加。南部山区由于气温垂直变化明显,呈显随高度升高初日推迟、终日提前的规律变化,南部山区比北部山区平均间隔日数少18天。
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气候变化形势范文篇4
关键词:国际气候合作;不对称权力;否决权;共容利益
中图分类号:D81文献标志码:A文章编号:1002-7408(2013)012-0105-04
一、引言
国际规则建立在一个存在权力关系的社会中,必然反映各种权力的分配关系。基欧汉曾经指出,在国际社会追求财富与权力的竞争中,不管行为者是在什么样的经济领域中相互施展权力,经济问题毫无疑问同时也是政治问题,而当一个国家将其盟国拉在一起,或者建立一些自己主导的国际机制时,它实际上就是在对权力资源进行投资。[1]国际气候合作进程中隐含着权力与利益的纷争,而要获得稳定有效的国际气候合作,大国积极参与是一个必要条件,也只有大国切实采取行动才可能对全球气候变化真正起到减缓作用。本文围绕权力、利益等因素分析国际体系中的合作问题,考察大国在国际气候合作中的不对称权力与行为根源,并探讨未来国际气候合作可能的路径。
二、权力及其不对称性
1.国际体系中的权力。国际社会中的权力在本质上是对其他国际行为体施加影响和控制的能力,而这种能力可以由多种潜力或者说权力资源转化而来。[1]权力资源与权力能力并不是对等的,需要进行转换。如果把权力定位在支配结构创造的转换能力上,那么从时展的趋势来看,权力的具体形态正在从军事、经济等强制性手段的硬权力逐渐向规则、制度等依附于无形资源的软权力转变。[2]当然,无论权力的概念和内容如何多样,都可以从行为体的互动关系或物质实力角度进行分类。就气候变化问题而言,由于大国并不能直接强迫其他国家减排温室气体,因而如果从推动国际气候合作达成的角度,则权力主要指向了互动关系;而如果从应对气候变化可以通过规则制定权强化自身比较优势的角度,权力内涵又主要指向了物质实力。
国际体系中存在着实力不等的众多国家,那些综合国力(包括硬指标和软指标)强大的国家就是强国或大国,而按照国家实力与影响力构成和所及的范围,又可以分为全球性大国和区域性大国。现实主义认为,大国的国家利益包括权力,没有权力,国家利益能否实现就有疑问,因此,权力成了大国追求的外交目标,也成为国家利益不可分割的一部分。[3]围绕权力不仅可以看到对立关系,而且还可以看到合作与结盟。作为权限分割的基本形态,国际行为常常表现为一种权力关系,任何国家的比较优势都可能成为其权力的来源,并在时代变化中以一定模式分配和积累起来,经济强国可能在所谓的全球共同利益中获得新的权力资源。[2]
2.问题领域中的权力。为了对国际制度的形成和变迁进行更深入细致的解释,人们区分了总体结构权力与问题领域的权力。所谓问题领域的权力是指行为者在具体问题领域所拥有的资源、能力和地位。[4]强调总体结构权力的学者往往坚持权力可转移论,认为总体权力优越的行为者在各个具体领域同样具有优势;而关注具体问题领域权力的学者一般认为,不同领域有不同的权力结构,它们或多或少与总体权力的分配不相干。[5]
罗伯特·基欧汉与约瑟夫·奈从复合相互依赖的角度,认为不对称依赖是行为体在某个问题上能够讨价还价甚至影响其他问题的权力来源,并从敏感性与脆弱性角度说明了权力在相互依赖中的作用。所谓敏感性是指行为体在某政策框架内作出反应的程度,包括一国发生有代价变化的速度有多快以及付出的代价有多大,而脆弱性则是指行为体获得替代选择的相对能力及其付出的代价。[5]在问题领域也可以分为硬权力和软权力,硬权力是指通过威胁、惩罚等手段直接或强制性的使用权力迫使他国改变行为的能力,不对称相互依赖是硬权力的一个重要来源;软权力则是指一种间接使用的制定纲领计划和吸引其他国家愿意效仿自己或者接受体系的规则,并愿意合作从而实现自己预期目标的能力。[6]软权力的作用方式有多种,在一个相互依赖的世界里,国家间经常运用的正是由是否合作而产生的权力,根据约瑟夫·奈的说法,合作的力量就是“一个国家建构一种形势的能力,这种形势使其他国家的发展偏好和对国家利益的定义方式中包含本国的偏好和定义方式”。[7]复合相互依赖理论将多样化的问题通过多种渠道联系起来,既是现实国际政治的体现,也是分析国际制度变化的基础。另外,问题领域中还有一种情景性权力(contingentpower),即行为者之间相互竞争给其他行为者带来的权力,这种权力既非本身固有,也非国际制度或规范所赋予,而是特定情势赋予某行为体的额外的权力。[8]尽管整体结构权力和问题领域的权力结构模式对于解释国际制度的形成和变迁都存在缺陷,但可以确信的是“基本的权力结构与一个制度内部的影响力之间的不协调为制度变化提供了动力”。[5]
3.收益与权力。现实主义认为,国际社会的无政府状态以及其他大国作为潜在威胁的现实,要求各国的安全和生存只能依靠自己,而不能指望别人的保护。在这种逻辑下,各国都不会为了他国或国际社会的共同利益而做出牺牲,作为理性经济人的国家都会选择国家利益至上作为国际社会中行为选择的基础。[9]但是,国家利益有多种,既有国家安全利益、经济利益又有政治利益和环境利益,而且还可以分为绝对收益和相对收益,各国在不同利益选择上的优先顺序不同,尤其是对相对收益与绝对收益的不同追求,可能导致各国在是否合作以及合作程度上的差别。
相对收益是指合作中的一方相对于另一方的获益多少,绝对收益则是指合作双方各自获益本身。新自由制度主义从经济自由主义的理论观点出发,强调各国国际行为的动因是出于对国家绝对收益的追求,认为绝对收益的存在是国际合作的动因,作为国际合作中间环节的国际机制是一种能够为其所有成员国带来帕累托改进的公共产品,一国参与某项国际制度可以为其带来高于不参与状态的绝对收益。新现实主义认为相对收益是阻碍国际合作的重要原因。按照现实主义的理论,权力在国际谈判中扮演着极其重要的角色,权力可以以威胁放弃合作的强制方式来行使,其有效性是以威胁放弃合作的可信性为保证的,而威胁放弃合作的可信性又是以其内部资源的丰富性和合作对象的可选择性为基础的。正是在这一权力因素的作用下,国际制度中的各成员国之间出现了多利者和少利者,即出现相对收益差别。[10]
4.权力的不对称性。从权力角度来看,气候变化是一个很特殊的问题。气候变化所具有的生态整体性和负外部性特点,使得即使霸权国家也难以单独应对全球气候变化,但是,如果缺少了温室气体排放大国的实际参与,国际社会应对气候变化的集体行动又可能缺乏实效,从而使得温室气体排放大国在类似气候变化的问题上具有双向不对称的权力。
如图1所示,我们用横轴表示权力的作用方式,一般来说权力的使用方式有吸引、说服、设置议程、奖赏、威胁、强制等六种,自原点向两侧表示权力的作用力或强制性逐渐增强,用纵轴表示国际社会在气候问题上的合作程度。某国A凭借在问题领域中的相对重要地位采取积极行动和示范如果可以推动国际气候合作,即对于达成国际合作目标具有正向权力,但是,如果某国B以其问题领域中的重要性采取消极行动一定会降低国际合作的效果,则由其实际具有的否决权形成负向权力;在国际气候合作问题上,某个国家自身在促成集体行动和制约集体行动两方面的重要性及权力大小可能不同,也就是说正向权力对国际气候合作的推动作用可能不如负向权力的制约作用明显,我们暂且称之为权力的双向不对称性。
三、大国气候政策与权力竞争
作为国际社会应对全球公共问题的重要方式,国际合作机制越来越多。总的来看,在国际体系中一般是比较强大的国家在建立游戏规则和支配国际制度,包括提议、修改或废除国际制度;而在具体问题领域,不同国家则可能不同程度上具有独立于经济、军事力量的政治结构和力量结构。[11]
1.气候变化中的大国因素。这里所谓的大国主要是指在温室气体排放量中占有较大比重或对全球气候变化问题治理具有重要影响的国家。对气候变化中的大国责任可以从两方面来理解,一是全球气候变化由温室气体排放引起,而历史责任和现实责任往往集中在少数大国身上;二是在应对气候变化的集体行动中,缺少大国参与的国际气候合作必定难以有效控制温室气体排放和应对全球气候变化。
正如美国世界观察研究所的世界状况报告所指出的,从能源与环境外交领域的政治格局来看,全球环境形势是由“环境国”主宰着的,它们是世界上经济实力最强和二氧化碳排放量最多的美国,世界上人口最多的中国,具有世界上最丰富生物多样性资源的巴西,其余是德国、日本、印度、印尼和俄罗斯。而从温室气体排放的流量来看,一个最显著的特征就是排放高度集中在少数几个国家,美国是最大的排放国,排放量约占总排放量的五分之一,而包括中国、印度、日本、俄罗斯在内的前五大排放国的排放量占全球排放总量的一半以上,前十大排放国占全球排放总量的60%以上。[12]IEA则预测,五个与能源有关的二氧化碳排放大国(美国、中国、欧盟、印度、俄罗斯),其总体排放约占全球二氧化碳的三分之二,这一比例可能会一直持续到2022年,中国和美国在减排方面所作的贡献对实现一个稳定的温室气体浓度目标至关重要。[13]可见,在气候变化问题上,不论是事前的责任还是事后的应对治理,大国都举足轻重。
2.气候政策中的能源、技术因素。引起温室气体排放的因素有很多,能源无疑是国际社会最利害攸关和最引人关注的因素,而减缓气候变化的有效途径首选技术创新与可行技术的更广泛扩散。因此,气候变化问题不仅是环境问题,更是各国争夺未来在能源发展和经济竞争中的优势地位问题,能源、技术和气候问题的交织,为国际权力转移和国际规则的变迁注入了动力和借口。
首先,温室效应主要是由化石能源燃烧排放的二氧化碳引起的,要减排温室气体就要提高能效、调整能源结构,进而改变能源经济的传统增长方式。整体来看,美国经济在很多方面都是能源密集型,其2003年的温室气体排放强度(561.7吨/百万美元)远远超出欧盟25国的这一指标(369.1吨/百万美元),[14]2007年主要与能源相关的行业的能源强度高于欧盟的指标(表1),因此,美国在这些产业的能源技术效率上要落后于欧盟的水平。
IPCC评估报告指出,如果没有能源政策的重大调整,化石能源占80%的全球能源结构将可能维持到2025-2030年,在2000-2030年期间全球基线温室气体排放量增幅区间为97亿吨至367亿吨CO2当量,在上述情景中化石能源仍将占主导地位,能源利用过程中的排放量将在这一期间增加40-110%,而到2030年,在传统经济发展路径的惯性作用下,美国与能源相关的二氧化碳排放量增长幅度要远比欧盟明显。[15]因此,在没有能源技术突破的情况下,美国拒绝强制量化减排,转而提出降低能源强度的自愿减排。美国相较于欧盟的能源技术状况与排放趋势,部分说明了美国在气候变化政策上为什么不如欧盟表现积极,而且不愿意在近期承诺减排的原因。
其次,国际能源安全与大国之间的竞争是当前的现实问题,而新能源的开发可能在不改变传统能源权力结构的条件下实现权力转移。能源领域的竞争一直伴随着国际体系演进的历史,由于世界已探明的石油储备只能满足全世界约40年的消费需求,天然气储备也只能满足约60年的消费需求,因此在传统能源领域全球面临零和博弈的困境。[16]目前新兴发展中大国能源需求急剧扩张,全球能源供需矛盾加剧,在这一背景下,欧洲和美国都在大力开发核能、水力、风能、生物能等新能源,但是比较而言,欧盟对新能源的开发更为迫切。这是因为,美国经济的快速发展是建立在不加限制的使用包括中东地区在内的美国以外的其他国家石油资源的基础上的,美国的石油安全以其军事霸权作为保证,美国相对丰富的化石能源资源以及对国际石油的控制,在某种程度上延缓了其对新能源开发利用的进程,也降低了其在应对气候变化问题上的动力。而目前欧盟大部分成员国的能源特别是油气资源对外依存度仍然较高,根据欧盟委员会颁布的欧洲能源安全绿皮书,如果不采取措施,到2022年欧盟石油和天然气平均进口依存度将由现在的50%上升到70%。[17]因此新能源的开发与应对气候变化的要求相一致,可能在根本上改变欧盟的能源处境。
第三,新能源技术的开发利用需要强力的制度作为支撑。一般来说,能源行业的资本技术替换相对缓慢,因此,许多效率更高的技术一般需要很多年才能在能源行业得到推广使用,这使得新能源技术在完全商业化之前就可能难以为继了,从而形成从研发到市场化之间的死亡之谷。而气候问题的出现可能改变这一状况,围绕应对气候变化问题而采取的激励和强制措施为新能源技术创造了巨大的市场,不但可以加快新能源技术应用的进程,而且可以使新能源技术通过大范围的使用而分摊和降低成本。这可以部分说明为什么欧盟更青睐于强制承诺减排的问题。当然在这个问题上,欧盟和美国的利益是一致的,这也正是欧盟和美国都要求发展中国家承担温室气体限排责任的原因之一。
3.大国竞争与权力转移。要在能源变革与应对气候变化的过程中获得新的权力,必须借助于技术创新和制度的共同作用,而美国在气候变化中逃避责任的做法恰恰可能引发权力的转移。与美国相比,欧盟在气候变化问题上更注重用规则来改造世界,并通过率先采取减排行动和发挥示范作用来促进国际气候合作,这样使欧盟利益在形式上变成“共同利益”的同时,也强化了欧盟在国际社会中的制度性权力。
制度是权力的重要来源,制度性权力源于对国际制度的参与、引导乃至控制。事实上,在国际气候合作中,欧盟正是通过影响议程设置、同有关国家进行协商谈判等方式来发挥自身的影响力,最终使量化减排和履约机制成为发达国家相互妥协的基础,[18]并在此基础上建立起欧盟碳排放交易机制。实际上,正如“煤炭-英镑”和“石油-美元”曾经改变或巩固了国际关键货币的地位一样,在低碳经济成为未来各国经济增长目标模式的情况下,欧盟以其完善的碳排放交易体系和较大的碳市场份额,有可能通过能源绑定和“碳本位”推进欧元的国际化进程,甚至由此打破美元单边霸权的国际货币格局。[19]
自2005年京都议定书正式生效以后,全球碳交易市场出现了爆炸式增长。在全球金融危机背景下,欧盟并没有放松建立国际气候合作制度的进程,而是将气候、能源、经济刺激与国际金融体系改革等结合起来作为应对气候变化和经济危机的核心,这正是欧盟的国家利益和权力竞争使然。
站在美国角度,自美国宣布退出京都议定书之后,国际社会在没有美国有效参与的情况下,并没有放弃推进全球气候合作的努力,在欧盟和联合国的推动下,最终达成京都协议并开始推动该机制的执行。面对这种情况,美国不可能长期自绝于国际气候谈判权之外,从而失去在能源安全及国际气候合作制度构建等问题上的领导地位。尽管短期内美国不会牺牲其现实利益在应对气候变化问题上采取实质性的措施,但是,石油的对外高度依赖在某种程度上也限制和削弱了美国的霸权,尤其是能源安全和美元地位问题始终是美国政府高度关注的战略问题。从长远利益出发,美国也需要利用国际气候合作平台为维护其霸权服务。
四、大国作用与国际气候合作
气候变化影响的加剧,必然使各国更加重视应对气候变化问题,然而由于各国利益分歧在短期内难以消除,以及国际格局的进一步多元化,气候变化导致的各种政治、经济矛盾将更加复杂。可以肯定的是,离开大国的作用和积极行动,无论通过市场机制还是国际规则途径来应对气候变化都无异于痴人说梦。
1.大国的潜在领导力。大国对国际规则的形成和变迁有着比小国大得多的影响力,大国的合作而非对抗是全球治理变成现实的关键,大国的作用决定了国际气候合作的未来。
美国的气候政策表明美国目前并没有把气候问题放在其关注的首位,因此在国际气候合作中采取了保守的态度。但是从长远来看,大国的利益具有广泛性和多样性。一旦其石油替代技术取得突破性进展,美国很可能会转而在国际气候谈判中采取强硬立场,并以其经济优势要求发展中国家承担更多的温室气体减排义务。这样可以在限制其他国家特别是发展中国家的发展空间、打击和削弱竞争对手的同时,最大限度地扩展替代能源技术的国际市场,利用技术垄断优势获得经济利益,而且通过维护国际环境秩序强化其霸主地位。[20]然而,在应对气候变化问题上,地区性大国尽管在发展水平、能源资源和技术水平上存在差异,但在实现低碳未来的道路上可能都不同程度具有各自潜在的领导力,甚至较高的温室气体排放本身就是发展中国家在气候问题上讨价还价时具有的负向权力。
2.共容利益下的国际气候合作。国际合作是全球公共问题治理的重要方式,但是全球治理是“使相互冲突的或不同的利益得以调和并且采取联合行动的持续过程,它的基础不是控制,而是持续的互动和协调”。[21]在未来的国际气候合作中,必然包含了基于各种推动力量的利益新联盟,这些联盟不一定有完全一致的气候目标,它们可能是建立在对能源供应、环境利益、相关创业机会和权力追求等不同的利益基础上,如果不能完全排除国际气候合作中的搭便车行为,那么在气候问题上大国的共容利益就有其合理性,共容利益可能是大国在应对气候变化问题上率先采取行动的动因。按照共容利益的思路,在气候变化问题上正向权力最大的国家,从管理该问题领域的国际制度中获得的包括气候收益在内的各种收益也将最大,因此它也有最强的动机去建立这一国际制度,当然,这需要将气候收益转化为可控的收益或者使二者关联,而较少的行为体数量则有助于防止其他国家的机会主义行为。实际上,大国经济体会议正在成为近年来在联合国气候变化框架之外探讨国际气候合作的重要形式,就气候变化问题本身来说,未来有效应对气候变化离不开大国之间的合作。
五、结语
从应对气候变化的合作效果来说,所有国家都参与减排温室气体是能够最有效减缓气候变化的。然而,气候变化是一个涉及能源、环境与经济增长在内的综合性全球问题,国家作为国际气候合作最重要的行为主体,其行为选择受到多重因素的影响。国际谈判中的国家行为体越多达成一致同意和集体行动的可能性越小,因此,让所有国家都参与减排温室气体可能仅具有理论上的合理性。霸权国家尽管也难以单独提供气候变化全球公共产品,但发达国家在减缓和适应气候变化上的技术优势以及温室气体排放集中在少数国家的现实,使少数发达国家在这一问题领域所具有的权力和决定性影响不容忽视,而且也只有大国切实采取行动才可能对全球气候变化真正起到减缓作用。另外,大国在气候问题上的相对重要性,说明集体行动中一致同意的质量在某种程度上要重于一致同意的数量。
在应对气候变化问题上,权力既可能是阻碍因素,也可能是积极因素,具有权力优势的大国率先采取行动可能促进合作的出现,因此,国际社会需要从共容利益的角度积极推进大国间的协调。气候变化不仅是一个环境问题,更是一个国际政治问题,尽管政治斗争对国际气候合作可能产生负面影响,但是任何国家的权力与利益都是处在变动中的,尤其是那些在新能源、技术等方面走在前列的大国将在应对气候变化的过程中获得新的不对称权力,并可能成为国际气候合作的积极推动者。
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气候变化形势范文
引言
随着全球性变暖,地球环境的许多要素也发生了变化,这在艾比湖流域地区反映明显,如湖泊萎缩、河道断流、沙漠化加剧、生物多样性受损等,导致水资源短缺,旱灾、洪灾、雪害、滑坡、泥石流等自然灾害增加。因此,维护艾比湖流域自然生态系统的相对稳定,对维护绿洲的生态平衡和社会经济的可持续发展具有不可估量的作用。
1资料与方法
联合国政府间气候变化工作组最新完成的一份报告草案称[1],从l860年到现在,北半球的气温已经平均升高了0.4℃~0.8℃,其中的20世纪是l000年来北半球气温升高幅度最大的一个世纪,而l990年~1999年是l000年来北半球平均气温最高的l0年。20世纪的全球气候变暖己成为大气科学研究的热点。王绍武[2]利用中国气温等级资料研究了近l00年中国气温变化规律,表明中国的气温变化与全球有相同的时候,却并不总是一致。近百年来中国气温上升了0.4℃~0.5℃,略低于全球平均的0.6℃[3,4],中国与全球气温的相关系数在0.3~0.4之间。中国东北、华北及新疆的变暖可能与北半球一致,新疆从20世纪80年代以来,气温变化与全国、全球气候增暖趋势是一致的,也存在明显的季节差别和地区差别,冬季最为明显,北疆增暖幅度大于南疆。这里将利用艾比湖流域温泉、精河、博乐、阿拉山口、乌苏5个气象站在近40年的气温、降水逐年月资料,用相关分析及线性趋势分析等统计方法,分析在全球变暖的大背景下,艾比湖流域气候与生态环境演变的趋势。
2结果与讨论
2.1艾比湖流域气候的年际变化艾比湖流域属中温大陆干旱气候,水资源缺乏但较为稳定,生态环境极脆弱,是经济开发的主要制约因素,由于独特的地理环境,形成立体型的多态气候,自西向东,年平均气温从-3.8℃上升到8.6℃,年平均降水量从228mm下降到104mm,从而形成了山区、平原和荒漠等多种气候态,有利于合理开发多种产业。全球性气候变暖在艾比湖流域反映明显,呈明显变暖和变湿趋势,同时,春季低温冷害、夏季暴雨洪水等灾害性天气气候增多,洪旱频率增大,突发性天气气候事件增多,寒潮冷空气明显减少,沙尘暴减少。90年代平均气温与前30年平均气温相比,平均偏高0.6℃;20世纪90年代年降水量与前30年平均值相比,平均增长了9.4%。这将会对经济发展带来一定的影响,但干旱总体特征不会改变,原因是升温导致蒸发增加,可抵消甚至超过降水增加的作用,助于解决干旱缺水的程度。艾比湖流域的年平均气温具有缓慢上升的趋势,各区域振幅变化具有较好的同步性。表1中列出了艾比湖流域三大代表性区域年平均气温与降水量趋势方程及相关系数,在0.05的信度下,区域内的年平均气温趋势方程的相关系数均通过了显著性检验(t检验),说明了在艾比湖流域的增温趋势明显;山区、平原和荒漠地带年平均气温趋势方程的相关系数分别为0.39、0.63和0.52;而它们的信度分别通过0.01、0.05的显著性检验。随着气温的上升,艾比湖流域年降水量也有所增加,且各区域振幅变化具有较好的同步性,年平均降水量的变化除了平原区外没有明显变化趋势,其年平均降水量趋势方程的相关系数很低,不能通过0.05的显著性检验,山区和荒漠区年平均降水量趋势方程的相关系数通过了0.01、0.05的显著性检验。通过艾比湖流域气温与降水量变化趋势方程可预测未来50年气温与降水量的估计值。未来50年艾比湖流域降水量的增加比例要大于其气温增加的比例,这表明未来气候变化趋势对平原荒漠植被的恢复有利。但随着气温的增加地面蒸发量也会增加,因此干湿变化总趋势不会有太大的变化。艾比湖流域是典型的干旱半干旱地区,水资源是生态环境系统的核心。水资源的补给主要是山区自然降水和冰川融水。由于气候变暖,艾比湖流域高山冰川融化量增加,水资源的增加将暂时有利于经济发展,但冰川如长期萎缩,将会严重影响冰川固体水库调节功能,并诱发灾害。90年代以后,艾比湖流域突发性大降水增加,造成洪水频发,1994年、1995年、1998年、1999年、2001年、2002年都出现了“暴雨、融雪型”洪水,这可能是地球气候变暖在艾比湖流域的反映。
2.2艾比湖流域生态环境演变的总体趋势气候变暖是一个全球性问题,它带来了一系列的环境演变,这必然对艾比湖流域的生态环境产生较大影响。艾比湖流域生态用水远远低于国际惯例要求,水资源处于生态环境系统的核心地位。受全球气候变化和干湿周期性变化的双重影响,艾比湖流域的降水量普遍有所增加,十分有利于生态保护和工程建设,并促进了自然生态系统的修复过程。但由于该地带降水分布极不均匀,造成地表径流空间分布极不均匀,是形成山地、平原和荒漠三大生态环境系统和不宜于人类活动及生物生长的沙漠、戈壁的主要原因。生态环境系统的原初相对平衡状态极易遭到破坏而恶化,又极难恢复或建立新的更加优化的相对平衡状态。特别是最近20年中艾比湖流域气候增暖、增湿,总体上说,有利于生态环境的保护与建设。但人类活动对生态环境有正、负两方面的效应。正效应是:由于开荒造田、兴修水利、营造防护林带、建设人工草地、控制排污量以及立法、执法检查等,扩大和稳定了绿洲;改善了小气候条件;提高了土地的生产性能;发挥了水资源的利用效益;增加了环境的人口承载能力。负效应是:由于盲目毁林开荒、毁草开荒、过度放牧、大水漫灌“、三废”增加以及没有树立可持续发展观、有法不依、违法不究、执法不严等,造成水量失衡、水盐失衡、水土失衡、自然生态失衡。具体表现为:河流断流,湖泊、水库干涸,地下水位下降;土地沙漠化;水土流失,土壤盐渍化和盐碱化;林地破坏;草地沙化、退化;水质咸化、矿化度提高;野生物种减少;大气污染指数上升。总体上说,绿洲化和沙漠化并存。既有人进沙退现象,也有沙进人退现象,在绿洲扩大的同时沙漠也在不断扩大。绿洲与沙漠之间的缓冲带在不断缩小。绿洲生态环境得到了改善,但潜伏着盐渍化、沙漠化和污染的威胁,绿洲以外的山地生态环境和平原荒漠生态环境总体上还是平衡失调甚至有恶化趋势。全球变暖对艾比湖水量的增加有密切的关系。未来气候与环境变化对西部经济有重要影响,艾比湖流域生态环境脆弱,未来降水量增加也不可能彻底改变这种状态,原因是虽然降水量有所增加,但由于随着气温的增加,地面蒸发量与植被蒸腾量也会增加,即该地区总的趋势不会有太大的变化。将来受环境变化最大的是农业与农村,农业问题面广量大。传统农业生产的资源消耗量大,过度开垦、过牧超载等生产方式不利于可持续发展,也不利于迅速提高劳动生产率和农业经济水平,传统农业的抗灾能力很弱,对未来气候变化的适应能力较差,草原畜牧业尤为突出。必须充分估计未来气候变暖和自然灾害增加对农村经济社会发展的影响。
气候变化形势范文篇6
关键词:耐候钢;特性;景观应用
1.耐候钢材料的含义及性质
耐候钢,即耐大气腐蚀钢,是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性。耐候钢最早起源于北美的考顿钢,目前我国各大钢厂均有生产。
耐候钢与普通钢相比其耐腐蚀性超强。在自然气候下,耐候钢通过加入铌、钼、磷、钛等耐候性元素,使钢铁材料在锈层与基体之间形成一层约50~100μm厚的致密且与基体金属粘附性好的氧化物层。由于这层致密氧化物膜的存在,阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入,减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展,从而大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。
2.耐候钢的特性
2.1独特的表现力
耐候钢表面是一层锈红色物质,摸上去十分粗糙,质感十分特殊。由于耐候钢表面可形成的这一特殊致密氧化层具有稳定、均匀的自然锈红色,这使它成为一种有吸引力的建筑外墙材料。2010年世博会的澳大利亚馆也大量采用了耐候钢这一外墙材料,营造红土之州的氛围。同时耐候钢板与防腐木和石材的完美结合,在粗糙与细腻,冷与暖,软与硬的对比结合中,凝聚成了丰富的设计语境。
2.2超强的形体塑造能力
耐候钢板比较容易塑造成丰富变化的形状,并能保持极好的整体性,这一点是木材、石材以及混凝土都很难达到的。可以根据地势和周围结构折叠或扭曲,这种很强的形体塑造能力,能创造极为简洁的当代几何造型。
2.3鲜明的空间界定能力
由于钢板的强度与韧度很大,不如砖石材料因结构导致的厚度限制那么多,因此可以利用很薄的钢板对空间进行非常清晰、准确地分隔,使场地变得简练而明快,又充满了力量。它可以作为空间的主角,又可以作为边界或边线区分不同的空间,在视觉上有强烈的领域感,可以起到划分空间的效果。
2.4变化的时间语言
锈蚀钢板会随着时间而发生变化,其色彩受环境、气候影响变化较大,放置很久之后容易从鲜亮的红褐色变成暗淡的深蓝灰色,随着时光老化,使得充满美感的耐候钢独特的色彩和质感可以体现别出心裁的艺术魅力。可以追溯场地的历史感、记录时间的瞬间感、延伸场地的生命力,让有限的材料能够相互“共生”,体现可持续的设计观。
3.耐候钢在景观中的应用
3.1景观构筑物
利用耐候钢的结构特性,能承担一定的荷载,可以解决结构方面的难题,降低人工成本,缩短工期。如今许多建筑外墙、公园的廊架、景观桥与自然环境搭配十分和谐,成为城市一道靓丽的风景线。如上海辰山矿坑花园、2010世博会卢森堡主题展馆,在阳光下犹如燃烧的火焰,显示出独具匠心的无限创意。
3.2地面铺装
利用钢材本身的腐蚀性,在大气环境中形成一种特殊的色彩,这种独特的色彩和质感融于与其他石材中,不同材质的完美结合,体现了较强的美学及工程应用价值。如瑞士地面景观公园,这些红色钢制地板根据地势和周围结构折叠或扭曲,以连续的条形覆盖了整个公园。每块钢板的边缘都被切割折叠出一定的形状,有些为攀爬植物提供支撑,有些形成座位供游人休息。
3.3侧壁、挡墙
韩国首尔西部湖畔公园,利用塑造的钢板作为种植池的侧壁挡板,选用极为简洁的当代几何造型,充满体积感和重量感,随着时光老化,在绿化背景的衬托下突现出别样的艺术魅力,同样的经典案例如青海省原子城爱国主义纪念公园、挪威Schandorff广场,都体现出了现代主义的景观风格。
3.4景观雕塑
利用耐候钢的可塑性及自然腐蚀性,给人锈迹斑斑的感觉,使作品“锈”色可餐。这种景观兼具外观与气候的适应性,可回收利用,不仅艺术感十足,也谙和了环保和可持续的当念。如伦敦IissonGallery展出的艺术家AnishKapoor的最新作品“Intersection”,很好地诠释了创作中的原创精神。
气候变化形势范文篇7
关键词极端气温;线性趋势;突变检验;小波分析;辽宁桓仁;1953―2014年
中图分类号P467文献标识码A文章编号1007-5739(2015)08-0240-04
AbstractBasedondailytemperaturedata,thegeneralfeaturesofthetemperatureinHuanrenfrom1953to2014andaswellasitsperiodicoscillationwereinvestigatedbylineartrendanalysis,Gaussian,Mann-Kendalmutationtest,andwaveletanalysismethod.TheresultsshowedthatextrememaximumtemperatureinHuanrenmainlyoccuredinMaytoAugust,whichoccuredmostfrequentlyinJulyandAugust;extrememinimumtemperatureoccurredmainlyintheDecembertoMarchnextyear,whichoccuredmostfrequentlyinJanuary.ExtremetemperatureinHuanrenhasincreasedovertime,thewarmingtrendofextrememinimumtemperaturewasmoresignificantwitharateof1.2℃per10years.Theextremetemperatureanomaliesexhibitevidentdecadalchangeinthemid-1970s,boththeextrememaximumtemperatureandextrememinimumtemperatureinHuanrenareatendtodecreasedafterthemid-1970s.Furtheranalysisindicatedthatthereweretypicallow-frequencyoscillationsinHuanrenextremetemperatureanomalies,whichwerecharacterizedbyobviousquasi-20yearscycle,andtheperiodofhigh-frequencyoscillationswas5years.Therewasanobviouslow-frequencyoscillationinquasi-20yearscycle,andbothwerecharacterizedbythepresenceofhigh-frequencyoscillationsofquasi-5years.Inaddition,extrememaximumtemperatureinHuanrenstillhassignificantquasi-10yearsoscillationcharacteristics.
Keywordsextremetemperature;variationtrend;Mann-Kendalltest;waveletanalysis;HuanrenLiaoning;1953―2014
19世纪后期出现的全球气候明显变暖使得学术界对气候变化方面的研究日渐重视,多数学者认为近50余年的增暖主要是由人为引起的大气温室气体浓度增加造成的[1]。IPCC(政府间气候变化专门委员会)第3次气候变化评估报告指出,在过去的100多年里,大气中CO2浓度明显增大,使得过去140年中全球平均气温升高了0.4~0.8℃,达到了100年以来的最高值[2-3]。桓仁满族自治县隶属于辽宁省本溪市,地处东经124°43′~125°47′,北纬40°26~41°34′。东与吉林省、集安县、通化县相连,南与宽甸县交界,西与本溪县接壤,北与新宾县毗邻。东北部和通化县、集安市交界。桓仁县地势自西北向东南倾斜,平均倾斜坡度为1/10000。海拔高度一般在35~40m。低点在县城东南金屯镇东部,海拔35m;高点在县城西北黄垓乡中部,海拔40m,东南比西北相差5m,东比西相差3~4m。桓仁地区属于温带大陆性湿润季风气候,四季分明,年平均气温7.4℃[4]。对这一地形区的极端气温变化特征的研究与分析,有助于深入了解中国东北山地地形长白山余脉地区的气候变化规律,探讨这一类型地区气候变化的原因及预报预防气象灾害的发生[5-7]。因此,该文基于桓仁国家基本气象站的逐日最高、最低气温资料,分析了桓仁县极端气温气候特征及其变化规律,以期对东北山地地形长白山余脉地带的气候变化特征形成更准确的认识。
1资料与方法
选取1953―2014年桓仁站日最高、最低气温观测数据,数据时间长度62年,逐年统计年极端最高气温和年极端最低气温。采用趋势分析、高斯滤波、M-K突变检验、小波分析等方法,研究桓仁地区极端气温的气候特征及其变化规律。
2结果与分析
2.1桓仁地区极端气温的年际变化特征
桓仁地区平均年极端最高气温为33.2℃,主要出现在每年的5―8月,其中7月、8月出现次数最多,分别为21次和25次,所占比例分别达到34%和40%,6月出现14次,占23%,5月出现次数最少,在统计时段内只有2年的极端最高气温出现在了当年5月,占3%。
从图1可以看出,桓仁地区的极端最高气温高低程度逐年不同,有明显的年际尺度变化特征。对桓仁地区年极端最高气温时间序列进行一元线性回归之后得出趋势线(虚线),可以看出桓仁地区年极端最高气温随时间有弱的增强趋势,但是这种增强趋势并不明显,其趋势系数仅为0.01。并且,根据该趋势系数计算得到的极端最高气温和时间的相关系数R值很小,为0.14,仅通过了α=0.5的显著性检验。
桓仁地区平均年极端最低气温为-28.5℃,主要出现在每年的12月到翌年3月,1月出现次数最多,出现次数为38次,所占比例达61%,其次是12月,出现次数为16次,占26%,出现在2月、3月的次数较少,分别为7次和1次,占11%和2%。
从图2可以看出,桓仁地区的极端最低气温存在明显的年际尺度变化特征,并有明显的升高趋势。其线性趋势达到0.12,且该趋势通过了α=0.01的显著性检验,说明近62年来桓仁地区的年极端最低气温以1.2℃/10年的速度显著升高。
2.2桓仁地区极端气温的年代尺度特征
对于极端最高气温,从图3a可以看出,20世纪50―80年代,桓仁地区极端最高气温在年代尺度上的变化并不明显,20世纪80―90年代之间桓仁地区的极端最高气温有一次下降过程,极端最高气温偏低,在20世纪80年代中期达到最低水平。20世纪90年代至今,桓仁地区的的极端最高气温呈现偏高状态,在90年代中期达到一次较高水平,随后略有下降,2000年至今,桓仁地区的极端最高气温仍然处于偏高状态且呈明显上升趋势。
对于极端最低气温,从图3b可以看出,桓仁地区的极端最低气温在20世纪70年代初有一次明显的突变过程。20世纪70年代前,桓仁地区的极端最低气温明显偏低,在年际尺度上均对应为明显的负距平,并在20世纪60年末初达到最低水平,随后开始升高。20世纪70年代后,桓仁地区的极端最低气温明显偏高,极端最低气温正距平显著,并在20世纪90年代中期达到最高水平。近年来桓仁地区的极端最低气温仍然保持在显著偏高的水平。
2.3桓仁地区极端气温的M-K突变检验
桓仁地区的极端最高气温(图4a)并没有明显的突变特征,而极端最低气温(图4b)有明显的突变特征,其突变点在1971年前后,突变前桓仁地区的极端最低气温偏低,突变后转为偏高。从M-K突变检验可以看出,桓仁地区的极端最高、最低气温的突变特征与我国大部分地区的温度变化特征相似,即低温升高显著,且在20世纪70年代前后有一次明显的由冷向暖的突变过程。
2.4桓仁地区极端气温小波分析
从图5a可以看出,桓仁地区的极端最高气温存在着18~20年、9~10年、5~6年3个明显振荡周期,其中18~20年周期和9~10年周期贯穿整个研究时段,并且这2个周期振荡在20世纪80年代后有明显增强,而5~6年周期相对较弱。对应在准10年时间尺度上,桓仁地区62年来的极端最高气温经历了14个冷暖交替过程,其中有7个暖期和7个冷期;准20年时间尺度上,桓仁地区62年的极端最高气温经历了6个冷暖交替过程,在20世纪50年代中期至60年代中期、20世纪70年代中期至80年代中期、20世纪90年代中期至21世纪初桓仁地区的极端最高气温偏高,而在20世纪60年代中期至70年代中期、20世纪80年代中期至90年代中期、21世纪初期至21世纪10年代中期桓仁地区的极端最高气温偏低。从小波方差(图5b)可以看出,桓仁地区极端最高气温的准10年周期振荡最为明显,其次是准20年周期,而准5年的高频周期振荡相对较弱。
从图6a可以看出,桓仁地区的极端最低气温存在着20~21年、5~6年2个明显振荡周期,这2个振荡周期均贯穿整个研究时段。对应在准20年时间尺度上,桓仁地区62年的极端最低气温经历了8个冷暖交替过程,在20世纪50年代中期前及20世纪60年代末至70年代中期、20世纪80年代末至90年代中期、21世纪初至21世纪10年代中期桓仁地区极端最低气温偏高,而在20世纪50年代中期至60年代末、20世纪70年代中期至80年代末、20世纪90年代中期至21世纪初以及21世纪10年代中期至今,桓仁地区的极端最低气温偏低。从小波方差(图6b)可以看出,桓仁地区极端最高气温的准20年周期振荡最为明显,而准5年的高频周期振荡相对较弱,说明桓仁地区的极端最低气温以准20年周期的低频振荡为主。
3结论
(1)桓仁地区平均年极端最高气温为33.2℃,主要出现在每年的5―8月,其中7月、8月出现次数最多。桓仁地区平均年极端最低气温为-28.5℃,主要出现在每年的12月至翌年3月,其中1月出现次数最多。
(2)在年际尺度上,桓仁地区的极端最高、最低气温均有明显的年际尺度变化特征。极端最高气温随时间有弱的增强趋势,但是这种增强趋势并不明显。极端最低气温随时间有明显的升高趋势,近62年来桓仁地区的年极端最低气温以1.2℃/10年的速度显著升高。
(3)在年代尺度上,20世纪50年代至80年代,桓仁地区的极端最高气温在年代尺度上的变化并不明显,20世纪80年代至90年代桓仁地区的极端最高气温有一次下降过程,在20世纪80年代中期达到最低水平。20世纪90年代至今,极端高温呈现偏高状态,在90年代中期达到一次较高水平,随后略有下降,2000年至今,极端高温仍然处于偏高状态;对于极端最低气温,在20世纪70年代初有一次明显的突变过程。20世纪70年代前,桓仁地区的极端最低气温明显偏低,在20世纪60年末初达到最低水平,随后开始升高。20世纪70年代后,极端最低气温明显偏高,极端低温正距平显著,并在20世纪90年代中期达到最高水平。近年来桓仁地区的极端低温仍然保持在显著偏高的水平。这种极端低温的变化趋势及其突变特征与全球变暖背景下我国大部分地区的温度变化特征基本一致[8-9]。
(4)通过M-K突变检验分析,桓仁地区的极端最低气温存在明显的突变特征,其突变点在1971年前后,突变前极端最低气温偏低,突变后转为偏高。
(5)桓仁地区的极端最高、最低气温存在较为明显的低频振荡特征,其振荡周期为准20年周期。并且,桓仁地区的极端最高、最低气温还存在准5年的高频振荡特征,但高频振荡特征与低频振荡相比相对较弱。另外,桓仁地区的极端高温还存在着明显的准10年周期振荡特征。
4讨论
桓仁地区极端气温的变化趋势是该地区温度变化的一种体现,通过对桓仁地区极端最高、最低气温变化趋势的研究可以发现,桓仁地区近62年的温度变化与我国大部分地区温度变化趋势基本一致,即高温升温缓慢、低温升温明显。并且,通过研究可以发现桓仁地区冬季温度有明显升高趋势,这在某种程度上对农业生产和人们的日常生活有利。桓仁县气候变暖缓慢,与其县域自然生态环境好,人口密度小、温室气体排放少有直接的关系[10-11]。及时了解极端气温的变化趋势,有利于预报员更好地了解当地气候特征,对当地的气候资源利用及短期气候预测业务有很大帮助。该研究对桓仁县气温变化趋势及特征进行了分析,对于指导桓仁县极端气温的预报,生态农业规划布局,以及合理开发和利用当地气温资源有一定的参考作用。影响气候变化包括的气象要素很多,今后还需要进一步深入研究。
5参考文献
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气候变化形势范文篇8
关键词:粮食生产;气候影响;河北省
中图分类号:P464文献标识码:A文章编号:1674-0432(2010)-08-0169-1
应对气候变化与保障粮食安全成为全球关注的热点问题。作为农业大省,河北省的粮食生产对全国粮食安全具有重要的作用。
1气候变化对河北省农业生产的影响
极端天气事件的增多使粮食产量波动加大,农业生产面临巨大的自然风险。气候变化导致河北省主要粮食作物生产潜力下降、不稳定性增加。在气候变暖背景下,河北省农业气象灾害、农业病虫害等都呈加剧趋势,造成粮食生产能力降低、减产幅度增加。同时,气候变化增加了土壤水分、有机质和氮的流失,加速了土壤退化和侵蚀,削弱了农业生态系统抵御自然灾害的能力。研究结果表明:河北省冬小麦气候适宜度下降,速率为每10年下降0.012;冬小麦气候产量波动性逐年增大,近年波动最明显;气候产量呈下降趋势,平均每十年亩产减产3.5kg。因此,对于河北省粮食安全问题,必须采取必要措施,增强粮食综合生产能力,为社会长期安全稳定的持续发展提供有力的科技支撑。
2气象灾害对河北省粮食生产的影响
河北省每年因气象灾害造成的农作物受灾面积达600万公顷,直接经济损失100亿元以上。主要灾害有干旱、洪涝、风雹、低温冻害等,其中旱灾影响最为明显。
干旱造成河北省农作物受灾、成灾面积逐渐扩大。近50年来,河北省干旱影响范围呈增加的趋势,尤其是夏季干旱影响范围扩大趋势明显,速度为每十年增加3.2%,作物受灾(成灾)面积呈逐年上升趋势。
河北省暴雨年际变化大,严重洪涝对粮食生产危害严重。河北省属于季风气候,年降水量大多集中在盛夏的几次强降水过程,由于降水时间集中、持续时间长等特点,易造成局地农田排水不畅,使土壤水分长期处于过饱和状态,从而导致农作物受害。
风雹是河北省夏半年主要气象灾害之一,灾害影响仅次于旱涝。全省每年因遭受风雹袭击而造成农作物减产和绝收面积平均在9万公顷以上。据统计,1990~2006年,全省因风雹灾害受灾面积每年达60万公顷,部分年份超过100万公顷,造成粮食大幅度减产。
在气候变暖背景下,自80年代开始河北省冬小麦冻害发生频率呈下降趋势,冻害发生时间也发生了明显变化。80年代以前冻害主要发生在越冬中期,进入90年代后冻害易发生在越冬初期或越冬末期,返青至拔节期出现冻害的次数逐渐增加,对冬小麦生长影响很大,1980年、2006年河北省冬小麦就因冻害而严重减产。
3气候变暖导致水资源短缺加剧,影响到农业生产水平
目前,河北省水浇地仅占耕地的2/3,其余1/3的耕地并无水源保障。在气候变暖背景下,农业生产需要更多的水分供应,而河北省自然降水量呈下降趋势,大部分地区自然降水都不能满足作物生长需求,需要开采地下水来补给。同时,可利用水资源量也处于减少的态势,地表水资源和地下水资源均逐年减少。研究表明,降水减少、气温升高是造成水资源减少的根本原因。在气温升高、降水和水资源减少的情况下,水资源的短缺将严重影响河北省农业生产水平。
4气候变暖导致河北省农业生物灾害危害加重,损失增加
气候变暖将使河北省小麦、玉米等主要粮食作物病虫害发生面积扩大,危害加重。1986年以来,河北省大部分年份出现暖冬天气,造成主要农作物病虫越冬基数增加,病虫发生或迁入期提前,危害期延长。
在气候条件适宜的年份,小麦条锈病将有“南下”发展的趋势,高温高湿型纹枯病病情将向北扩展,有可能发展成为发病最广、危害最大的农业病害。农业气象灾害的频发,加重了部分病虫害的发生、蔓延。
5河北省农业生产应对气候变化的对策建议
5.1把适应气候变化作为河北省应对气候变化的优先战略,把促进农业生产和保障粮食安全作为河北省应对气候变化的首要任务
高度重视和着力防御减轻极端气象灾害对粮食生产的不利影响,加强农业气象灾害应对防范体系建设,加大农业抗御自然灾害的投入力度,提高农业抗御自然灾害工程标准。科学调整农业种植布局,合理配置粮食生产最优资源。
5.2要特别注意应对极端气象灾害对河北省农业生产和粮食安全的威胁,并适时加大粮食储备,以备万一
立足于防大灾、防巨灾、防持续性灾害,克服丰年麻痹放松、歉年紧张过度的思想,在提高河北省粮食储备的同时,根据不同时期天气气候形势和粮食生产形势,科学调整粮食收购政策和储备决策,以备不时之需。
5.3重视农业气象灾害监测、预测和防御,最大限度地减轻农业气象灾害造成的粮食损失
气候变化形势范文1篇9
一、运用比较法复习世界重点区域、国家
“区域比较法”是世界区域地理复习、考查常用的方法。面对繁杂的基础知识,运用比较法不仅高效,还可起到举一反三、由此及彼的作用。复习中,可选择具有可比性的区域,从自然(位置、气候、地形、土壤、水文、生物等)和人文(产业、市场、交通、劳动力、科技、政策等)两大方面进行对比分析,分析中应该抓住主导因素,注意相互关系。
[例1]读南美洲区域图,回答下列问题。
(1)A、B两地均为荒漠,请从成因上比较它们的差异。
(2)C、D两地气候类型相同,但成因不同。简述各自的形成原因。
(3)若贯穿南美洲西部的山脉变成低平原,会给南美洲的气候分布带来哪些影响?
[解析]此题重点考查了南美洲的“气候、地形”等自然要素的差异性及其成因,以及各自然要素之间的相关性。
第(1)题,荒漠的形成均是受气候(降水稀少)的影响,但是降水稀少的成因却不同。结合“气压带和风带、地形、洋流”等因素分析可知:A地主要受副热带高气压带控制,降水稀少,同时还受秘鲁寒流影响,降温减湿;B地主要位于西风带山地背风坡,晴天多,降水少。第(2)题考查了“热带雨林气候”的一般分布规律的形成原因(D处)是全年受赤道低压控制,而巴西高原的东南坡(C处),则是受“非地带性因素(信风、暖流、地形)”的影响形成的,即“东南信风的迎风坡,沿岸的巴西暖流又起到增温增湿的作用”。第(3)题则是一种“背景假设”,因为南美洲的气候分布及其成因受地形的影响较大,故原有的地形发生变化,会造成现有气候的分布产生变化,实际上是对现有气候的分布进行考查,通过逆向思维即可推导出正确的答案:“南美洲可能缺失高山气候;地中海气候和温带海洋气候等可能向东延伸;热带雨林和热带草原气候可能延伸到大陆西海岸。”
二、从整体到局部复区域中的小区域
高考试题中经常会出现以某一大区域作为考查背景,重点对大区域中的某一局部小区域的地理要素及特征进行深入分析。呈现方式通常是从小比例尺地图到大比例尺地图。同学们复习时应从整体到局部,从宏观到微观,并注重地理要素的内在联系,这样在审题、答题过程中才不会偏离主题(大的区域背景)。
三、关注热点区域,梳理主干知识点
当今世界风云变幻,资源、环境、自然灾害、领土、战争、经济等热点问题突出,因此高考命题中经常会出现以某事件为情境,并以该事件发生的区域为背景,重点考查相关地理问题。热点有“即时性”的,也有“长期性”的,要想轻松应对这类世界地理试题,拥有扎实的基础知识是关键,更要有娴熟的知识调用能力和解题技巧。
[例2]读巴基斯坦地形图和气候材料,回答下列各题。
(1)描述巴基斯坦的地形特点。
(2)比较卡拉奇与伊斯兰堡气候特点,并分析原因。
(3)巴基斯坦有东方的“水果篮”之美称。水果种类多,从热带的香蕉、芒果到温带的桃子、柿子等均有生产。分析巴基斯坦水果种类多、品质好的自然原因。
(4)简述全球变暖对巴基斯坦环境的主要影响。
[解析]该题选取的国家虽然不是高考要求中的重点国家,但却是热点地区,考查的问题是地理知识中的核心考点,同时也有当今关注的“热点”。
“自然地理要素的特征”是世界区域地理考查的重要内容,应对这方面的考查,一定要把握答题的完整思路。如“气候特征、地形特征”等的思路如下:
气候特征:①气温:“数值大小、气温高低、温差大小”,受纬度、海拔影响。
②降水:“年降水量多少、季节分配”,受大气环流、地形影响。
③水热组合状况:可描述成“水热充足、雨热同期或不同期”。
④光照:受降水特征和海拔――大气状况的影响。
地形特征:①地形分布:说明在什么位置(在哪里)。
②地形类型:包括“5种基本地形”(是什么)。
③地势及起伏状况:高低起伏,平坦崎岖(怎样变化)。
“人文地理区位因素”的完整分析思路是:从自然因素(气候、地形、土壤、水源等)和社会经济因素(市场、交通、劳力、科技、政策等)两大方面进行评价,评价时应该从有利和不利条件分析。此题中要分析的是“多与好”的“自然原因”,所以结合图中“纬度范围和等高线”信息,得出“种类多”的主导因素是气候、地形,“品质好”的主导因素可从气候(光热资源、温差)、土壤、水源等角度分析。
“全球变暖”作为人们一直关注的热点,分析时可以从“成因、危害、措施”系统思考。结合该国环境的实际情况――干旱面积广,季风气候降水变化大、沿海地势低等方面作“因地制宜”的评价。
[参考答案]
(1)西部高原山地、东部平原;西北高东南低。
(2)降水量卡拉奇比伊斯兰堡少;气温年变化卡拉奇比伊斯兰堡小。
卡拉奇冬季受东北风影响,降水少;夏季西南风受地转偏向力影响,西偏,与海岸线交角小,带来的降水不多。伊斯兰堡纬度低,夏季气温高,产生对流雨和气旋雨;地处高原、山麓,多地形雨。
卡拉奇地处沿海,受海洋影响大,气温年变化小;伊斯兰堡深居内陆,海拔高,气温年变化较大。
(3)种类多:纬度较低且跨度较大;地形起伏大。垂直差异显著。
品质好:光热资源丰富;昼夜温差大,利于光合作用;灌溉条件好。
(4)蒸发量增加,干旱、荒漠化加剧;导致季风变异,增加洪水风险;海面上升,沿海低地淹没。
[创新训练]
孜然也称“安息茴香”,是一种烧烤作料。在中国的最大产区就在新疆的天山南麓,特别是在零海拔以下的地区是最佳生长地。读“孜然传播路线图”,完成1、2题。
1.孜然原产地的气候特征是()
A.湿热多雨B.雨热同季
C.冬雨夏干D.炎热干旱
2.中国孜然产区的自然条件有:()
①夏季气温高②降水丰富
③光照充足④土壤肥沃
A.①②B.①③C.②③D.②④
下面左图为世界某区域示意图,下面右图为甲岛屿的放大图。读图。完成3、4题。
3.2011年2月乙国部分地区遭受了罕见的雪灾,其中受灾较严重的城市可能有()
A.①②B.②③
C.③④D.①④
4.关于甲岛屿的叙述,正确的是()
A.因火山喷发而形成
B.沿岸可能拥有不冻港
C.虚线框内东南部地势较平坦,西北部地势较陡峻
D.自然植被为常绿阔叶林
下图所示岛屿面积约为15万km2。读图,回答5、6题。
5.关于该岛屿的自然地理特征,说法正确的是()
①以山地丘陵为主,主要山脉呈东北一西南走向②终年受西南风控制,降水丰富③河流短小湍急,落差大,水力资源丰富④西南部冰川地貌发育显著⑤位于板块(张裂)生长边界,面积不断扩大
A.①②③
B.①②③④⑤
C.①③④
D.②④⑤
6.该岛屿西侧以畜牧业为主,东侧以种植业为主,形成此种差异的主要因素是()
A.日照时数与地貌
B.地面物质与土壤
C.坡度与人口分布
D.地面坡度与交通
7.图1是世界某区域的年降水量和年平均等温线图,图2是其区域简图。读图并结合所学知识,回答下列问题。
(1)读图1,描述回归线地区年降水量的分布特征,并分析原因。
(2)图1中回归线地区沿海与内陆、东岸与西岸的年均温差异很大,试分析原因。
(3)分析图2中M城市的气候类型及其成因。
(4)图2中大陆西侧海域渔业资源丰富,试分析其成因。
(5)图2中德班是2011年世界气候大会的举办地。会议初期,面对全球气候变暖,一边是奔走呼号的小岛国联盟,一边是积极发声的“基础四国(中国、印度、南非、巴西)”,一边是集体沉默的发达国家。发达国家在控制碳排放方面变“冷”了。试简述发达国家应承担更多责任的原因。
8.读下面两幅世界区域图,回答下列问题。
埃及是长绒棉的生产和出口大国。棉田主要集中在尼罗河谷地及三角洲地区,埃及96%的人口集中分布在尼罗河沿岸。
(1)简述A、B两区域发展农业共同的自然区位优势条件。
(2)说明尼罗河谷地发展长绒棉生产的主要社会经济条件。
(3)B地区在农业发展过程中,既注重灌溉,又强调排涝。分析其主要原因。
[参考答案]
1.D2.B3.D4.B5.C6.A
7.(1)大致上由东岸向西岸逐渐减少湿润的东南信风给东岸带来大量水汽,受地形抬升降水多;向西则越来越干燥;东岸受暖流影响,西岸受寒流影响。(2)内陆比沿海气温高,是由于海陆热力性质的差异所导致;东岸比西岸气温高,是因为洋流的影响。(3)热带草原气候夏季信风带来水汽;冬季副热带高压控制。(4)北部:离岸风,上升流南部:寒暖流交汇。(5)发达国家工业化起步早,消耗大量的资源,温室气体的累计排放量大;发达国家人口少,人均排放量远大于发展中国家;发达国家经济发达,技术先进。减排能力强。
8.(1)地处河口三角洲,地势平坦;纬度较低,热量条件优越;河流沿岸,灌溉水源充足:土壤肥沃。
气候变化形势范文1篇10
(1.南京林业大学森林资源与环境学院,南京210037;2.广西大学林学院,南宁530004)
摘要:利用月合成MODIS-NDVI时间序列数据、气象数据、DEM等数据,分析研究了2001-2010年广西省10年间植被覆盖变化的特征。结果表明,广西植被覆盖率较高且总体呈上升趋势,从区域角度分析,桂南地区增加趋势最显著,其次是桂中地区;从海拔梯度角度分析,海拔200m以下的区域植被覆盖增加趋势最显著,但此区域的植被覆盖率较低,NDVI最高分布在海拔400~800m的区域。植被覆盖变化受气温、降水及人类活动影响较大,植被覆盖梯度变化除受这些因素影响外,也与植被垂直地理分布特征相关。
关键词:MODIS-NDVI;植被覆盖;气温;显著
中图分类号:S812文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)02-0321-05
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.02.017
地表植被的空间分布是植被对气候长期适应的结果,任何地区的植被均能反映出该地区的气候类型[1],并且植被覆盖状况能直接反映该地区生态环境状况,对全球环境变化具有指示器作用[2]。研究某一区域植被变化对研究该区域生态系统具有重要意义[3]。
植被指数(VegetationIndex)是指从多光谱遥感数据中提取的有关地球表面植被状况的定量数值,用以表征地表植被覆盖、生长状况和生物量等,常用的植被指数有:RVI、GVI、DDVI、PVI、EVI及NDVI等[4,5]。归一化植被指数(NDVI),又称标准化植被指数,是植物生长状态以及植被空间分布密度的最佳指示因子,与植被分布密度呈线性相关。同时,NDVI对土壤背景的变化较为敏感;与绿叶的叶面积系数(LAI)有很好的正相关性,可直接表征某地区的植被覆盖状况[3,5]。
一些学者基于不同的遥感数据源研究了不同地区地表植被的时空分布、覆被变化及其驱动力等内容[6-8];宋怡等[7]、崔晓临等[8]利用SPOT、MODIS遥感数据对中国西北地区的植被覆盖变化进行了分析研究;李秀花等[9]、刘绿柳等[10]、李双成等[11]、张笑鹤[12]研究了NDVI的动态演变规律与气候之间的相关性,结果表明,全球气候变暖的显著变化影响了地表植被覆盖;崔晓临等[13]研究得出不同海拔NDVI与气温具有不同的相关性;何勇等[14]发现在众多气候因子中,气温及降水对植被NDVI具有最重要和最直接的影响;潘蔷等[15]通过对北京植被指数变化及影响因素分析得出,除了气候变化影响NDVI外,人类活动包括土地利用类型的改变、农业生产水平的提高以及植被建设的管理对植被覆盖均具有不同程度的影响。目前,国内对植被覆盖变化的研究主要集中在长江以北地区[7-15],华南地区极少,本研究基于2000-2010年MODISNDVI时间序列数据,以地处亚热带地区的华南西部的广西省为研究区域,分析该区域10年间植被覆盖变化特征,并试图从气候变化、植被分布等方面分析和探讨植被覆盖变化的原因,以期为区域植被恢复和管理提供理论支持。
1研究区概况
广西壮族自治区地处中国南疆,位于东经104°26′-112°04′,北纬20°54′-26°24′之间,北回归线横贯全区中部,南濒热带海洋,北接南岭山地,西延云贵高原,属云贵高原向东南沿海丘陵过渡地带,地形特点为四周高中部低,形似盆地,且山地多、平原少(图1)。广西地处中、南亚热带季风气候区,在太阳辐射、大气环流和地理环境的共同作用下,形成了气候温暖、热量丰富(各地年平均气温在16.5~23.1℃之间),降水丰沛、干湿分明(各地年均降水量为1080~2760mm,大部分地区为1300~2000mm),日照适中、冬少夏多(各地年均日照时数为1169~2219h),灾害频繁、旱涝突出,沿海、山地风能资源丰富的气候特点。
2材料与方法
2.1试验材料
中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolutionImagingSpectroradiometer-MODIS)是Terra和Aqua卫星上搭载的主要传感器之一,两颗卫星相互配合每1~2d可重复观测整个地球表面,本研究使用了从中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站(http://www.gscloud.cn)下载的分辨率为1km的MODIS月合成NDVI数据(TERRA星),时间序列数据由2001年1月至2010年12月共120期,该产品是由分辨率为250m的MODISNDVI每天的数据产品计算得到,计算方法为取月内最大值。其他材料有广西壮族自治区行政区划图(图1)、从广西气象局获取的2001至2010年平均气温和年平均降水量、广西2001至2011年统计年鉴及从中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据服务平台(http:/datamirror.csdb.cn)下载的分辨率为90m的DEM数据。
2.2试验方法
利用软件ERDAS9.1和ARCGIS10.0对获取的120期月平均NDVI数据进行解译和分析,发现在这10年中,每年上半年的数据(1~6月份)均有1~2个月的数据不同程度的受到云层的影响,为了使各年份间的数据具有更可靠的比较性,在计算每个月的10年平均值时,剔除了受到云层影响的数据,用无云层覆盖的数据计算取平均值;年平均值采用各年下半年(7~12月份)的数据进行计算取平均值,以其作为年平均值。
为分析过去几年研究区域每个像元的NDVI变化趋势,本研究利用Stow等[16]研究的以时间t为自变量用每年的平均NDVI和时间序列建立的一元线性回归方程的分析方法来进行分析,公式如下:
式(1)中:Slope表示线性回归方程的斜率,n表示累计总监测年数,i表示第1~n年,NDVI表示第i年的平均值,这条直线不是简单的描述第一年与最后一年的植被指数的关系,而是这10年总的变化趋势,如果Slope=0,说明NDVI基本保持不变;如果Slope<0,说明NDVI呈递减趋势;反之,NDVI则呈递增趋势。
3结果与分析
3.1平均NDVI值及年际变化
2001-2010年10年间月平均NDVI值变化情况如图2所示。由图2可知,全年中NDVI值最小值出现在2月份,其值为0.553,随月份增加,气温回升,NDVI不断增大,到9月份,出现峰值0.861,9月过后又逐渐下降,至次年的2月份。
由图3可知,NDVI值总体呈增加的趋势,但在这10年中,2002年的NDVI出现了一个小峰值,由广西省2001-2010年年平均气温和年平均降水量图(图4)可知,2001年雨量充沛、气温适宜,这些综合因素使得2002年植被长势良好;2009年NDVI出现了一个较低值拐点,为导致这一年NDVI下降的主要影响因素;2008年,广西遭遇了特大雨水冰冻灾害,低温导致植被、作物、庄稼均遭到极其严重的损失(图4),从而NDVI值下降,说明气温与NDVI值存在明显的相关性,这与李蕙敏等[4]的研究结果相似。
3.210年间变化趋势分析
根据地理位置将广西全区分为五个区:桂北地区(包括桂林、柳州、河池)、桂东地区(包括贺州、梧州、贵港)、桂西北地区(包括百色)、桂中地区(包括南宁、来宾、崇左)和桂南地区(包括北海、防城港、钦州、玉林)。利用Stow等[16]研究的回归方程对研究区域每个像元的变化趋势进行分析,根据计算得到的Slope,将其分为五个等级:退化(<-0.0004)、基本不变(-0.0004~0.0004)、轻微改善(0.0004~0.0040)、中度改善(0.0040~0.0090)及明显改善(>0.0090)。
2001-2010年的10年植被覆盖变化趋势图(图5)和面积分布图(图6)表明,广西全区的植被覆盖整体呈增长趋势,全区83%以上的区域植被覆盖情况得到了不同程度的改善,其中中度改善和明显改善的面积分别为43.4%和11.9%,合计占总面积的一半以上,而退化的区域仅占全区总面积的12.0%。
广西为全国岩溶分布面积大、石漠化严重的省(区)之一,石漠化已成为广西最大的生态问题。长期以来,林业部门积极采取各种措施,改善石漠化地区生态环境,将石漠化治理与当地特色产业发展、农民增收和脱贫致富相结合,多年来,通过大力实施造林绿化工程、退耕还林工程、珠江流域防护林工程、森林生态效益补偿、中央财政造林补贴试点项目、新造油茶示范林项目等,加快植树造林和封山育林,大幅度增加森林植被,这一系列的措施使得植被的恢复取得了良好的效果,各区域植被覆盖情况有所改善,如图7所示。由图7可知,从区域分布来看,桂南、桂中及桂西北地区植被恢复明显,其中桂南地区的植被恢复程度最高,恢复面积占桂南地区总面积的93.4%,并且北海、钦州、崇左和来宾等地市的Slope值较高的像元比较集中。植被退化主要集中在桂北和桂东地区,其中桂林、贺州、贵港北部和柳州北部区域较为突出,桂北地区2008年遭遇了特大雨雪冰冻灾害,植被遭到破坏且恢复较慢,桂东地区近年经济发展较快,城市化进程加速,说明气温的变化、经济的发展对植被的恢复有较大的影响。
3.3不同海拔NDVI年际变化
广西的地势北高南低(图1),海拔从沿海-25m至2140m,平均海拔394m,利用空间分辨率为90m的DEM数据将广西全区高程分为五个等级区域:200m以下、200~400m、400~800m、800~1200m和1200m以上。利用arcgis统计各等级高程范围的10年平均NDVI值,统计结果(表1)表明,平均NDVI值最大的区域为中等海拔高度(400~800m)区域,最大均值为0.8237;平均NDVI值最小的区域为海拔<200m的区域,最小均值为0.7613;而高山地区(海拔在1200m以上)的平均NDVI值仅高于海拔<200m的区域,海拔200~1200m范围平均NDVI值差异不大。利用年份作为横坐标,NDVI值作为纵坐标,建立各等级高程的NDVI变化趋势图(图8),由图8可见,不同等级的高程区域,10年间NDVI的变化均呈上升趋势,利用Excel软件对各高程范围的NDVI进行线性回归分析(表1),结果表明,海拔<200m的区域范围NDVI增加趋势最显著,其他依次为:200~400m、800~1200m、400~800m、1200m以上。
平均NDVI值海拔分布特征与广西植被的垂直地带性分布特征有比较密切的关系,海拔<200m的区域,主要以农田耕地植被为主,建设区和水域主要分布在这一海拔范围内,人类活动频繁,NDVI值低。随着国家一系列恢复植被的措施的实施,该区域人类活动受到限制,减弱了对植被覆盖的影响,建城区的绿化覆盖面积也在逐年递增(2010年是2001年2.66倍),使得该区域的植被覆盖增加迅速;海拔200~1200m的低山丘陵和中山区域,植被主要为季节性雨林、季风常绿阔叶林和典型常绿阔叶林[17],阔叶林郁闭度较高。另外,此区域植被的热量、光照、水分等条件均比较充足,植物的生长环境良好,植被覆盖率较大,NDVI较高;海拔1200m以上的区域为常绿阔叶和针叶混交林,在风力较大的山顶和山脊则形成山顶苔藓矮林,针叶林和苔癣矮林郁闭度均相对较低,且随着海拔的升高,气温降低,热量减少,植被长势降低,NDVI值相对较低,但随着全球气候变暖,高海拔区域的植被覆盖出现了逐年递增的趋势。
4小结与讨论
4.1结论
本文采用2001-2010年MODISNDVI时间序列数据和空间分辨率90m的DEM数据研究广西全区10年植被覆盖变化特征,研究结果表明:(1)广西土地面积2374.08万hm2,研究大区域范围植被覆盖率的连续动态变化,需要有足够的空间和时间分辨率的观测数据,MODIS数据是一个合理的选择,其重复观察周期短(1~2d),空间分辨率适中(250~1000m);(2)广西总体植被覆盖率较高,每年9月NDVI值最高,秋季到冬季逐渐下降,2月最低,春季到夏季逐渐升高,全年变化呈单峰曲线。2001-2010年由于受到气温、降水以及人类活动等影响,年平均NDVI的变化出现小幅波动,但总体呈上升趋势;(3)研究区域植被恢复效果明显,明显改善占11.9%、中度改善占43.4%、轻度改善占28.6%,基本不变占4.1%、退化区域所占12.0%,其中,桂南和桂中地区改善明显的区域占比例较大;(4)植被覆盖具有明显梯度分布特征,植被覆盖率从高到低依次为400~800m、200~400m、800~1200m、1200m以上、200m以下,增加趋势从高到低依次为200m以下、200~400m、800~1200m、400~800m、1200m以上。
综上研究结果,NDVI值与气候因子、植被分布特点以及地区建设发展有关,可以比较准确地反映地区植被的覆盖状况。长期进行NDVI值观测,可以将这些方面作为植被覆盖变化驱动力进行研究,发现其内在的作用机制,为区域植被恢复和管理提供理论支持。
4.2建议
1)宋怡等[7]、崔晓临等[8]采用一年中的最大NDVI值作为年平均值对研究区域的植被覆盖进行分析研究,而本研究利用7~12月份NDVI值求平均作为年平均值,两种计算方法的结果对分析植被覆盖变化特征是否存在差异,有待进一步论证。
2)植被覆盖的变化受诸多因素的影响,本研究仅从气温、降水量、植被分布特征等进行了分析,在后续的研究中可以考虑广西土地利用类型的变化与植被覆盖变化的相关性。
3)中国现今主要进行的是城市带动周边乡镇和农村发展方针,由于区域发展也是植被变化的一个主要影响因子,因而未来可进行城区内外的对比研究,以期能探究城市发展进程对周边区域NDVI值的动态影响。
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气候变化形势范文篇11
干热风对气候暖干化响应敏感
四年前,由科技部、中国气象局、中国科学院等六部门的《气候变化国家评估报告》中指出,在未来50年至80年,全国平均温度很有可能升高2℃至3℃,平均降水量虽然会增加7%至10%,但并不能改变干旱化的趋势,特别是北方干旱化的趋势。
而据北京市气候中心今年年初统计:2001年至2010年,北京平均气温比前30年(1971年至2000年)上升了1℃。从这一气温指标看,相当于把北京向南推进近300公里,北京人过去10年相当于生活在10年前的河北石家庄一带,与这一气温指标相似的城市还包括西安和青岛。
邓振镛表示,“气候暖干化已成为我国北方现代气候变化的基本特征。气候变暖使温度升高,尤其极端气温显著升高;气候变干使降水量持续显著偏少,土壤水分亏缺增加。”他认为,气候暖干化是由大气环流异常直接造成的,此外,还受洋流活动及气候系统外部强迫等因素的影响。
为探究气候暖干化对干热风的影响,中国气象局兰州干旱气象研究所对甘肃省近46年来6月至7月干热风发生情况进行了研究。结果表明,干热风次数、灾害强度与同期平均气温、最高气温日数、平均最高气温、平均最低气温、蒸发量随时间的变化趋势基本一致,而与同期相对湿度、降水量、降水日数随时间的变化趋势基本相反。
“干热风对气候暖干化的响应十分敏感。气候暖干化的发展使得干热风的发生区域不断扩大、次数增多、强度增强。”邓振镛称。
尽管气候暖干化对干热风影响显著,但毛留喜认为,除气候因素外,干热风危害程度的大小还与农业技术有很大关系。随着抗干热风优良品种的选育和农田基础设施的日益改善,近年来,农作物在“杀麦刀”面前不再像前些年那样不堪一击。
高温热浪有别于干热风
高温热浪,是夏天留给人们的直接印象,同样是高温和低湿,很多人误把高温热浪当作干热风。
“两者属于不同的概念。”邓振镛表示,前者是一种人体感觉明显的综合性气象灾害,后者则是具有干、热、风三个气象要素特征的农业气象灾害,两者在危害特点、影响地域等方面均有很大不同。但也在形成原因、发生时间等方面具有很大的相似性,容易混淆。
高温热浪是指大气温度高,且高温持续时间长,引起人、动物以及植物不能适应环境的一种天气过程。其主要危害人体健康,使人体不能适应环境,超出人体的耐受极限,从而导致疾病的发生或加重。高温热浪往往和干旱相伴出现,可影响植物的生长发育,使农林牧业的产量和品质下降,并极易引发森林或草原火灾。此外,持续高温天气还会引发大面积蓝藻发生,导致水源污染。
干热风是北方农业生产的主要气象灾害之一,其危害的实质是高温、低湿引起农作物生理干旱,风只是加重了危害的程度。干热风主要危害小麦,有些地方还会危害棉花、玉米、水稻等作物。
除危害特点不同外,两者发生与危害的地域范围也有较大的差异。高温热浪范围非常广阔,囊括除高寒地区以外的广大地区,而干热风主要集中在北方小麦主要产区。
高温热浪和干热风同属于较短时间尺度的重大天气灾害,都以高温低湿作为基本天气特征,形成的最直接和最重要的原因均是大气环流异常。高温热浪主要集中在6至8月,干热风主要集中在5至7月,两者发生时间基本接近。
邓振镛说,“值得引起重视的是,全球气候变暖使得全国尤其是北方极端气温显著升高,发生高温热浪和干热风灾害的频次不断增多、趋势不断变强。”
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气候变化形势范文篇12
的集成创新体系是我国实现有效应对气候变化的必要途径。本文解析了“适应气候变化技术体系的集成创新”的内涵,即不同适应主体和部门对各种适应技术进行选择、优化、配置,相互之间以最合理的结构形式结合在一起,形成一个由适宜要素组成的、优势互补的、匹配的有机体系,从而使适应技术体系的整体功能发生质变的一种自主创新过程。
集成创新可以使适应气候变化不同主体或部门的资源、技术、能力等实现重新组合并且优化,进而增强适应气候变化的效果。
提出了我国适应气候变化技术体系集成创新机制,包括:适应气候变化技术的整合集成机制、适应气候变化技术的科技创新机制、适应气候变化主体的组织机制、适应气候变化部门的协同合作机制,以及适应气候变化的资金机制。
整合是适应气候变化技术实现集成的重要手段,科技创新是适应技术创新研发的主体力量,
组织机制是实现集成创新的体制基础,协同是实现适应技术集成创新的关键保障,资金机制
是集成创新的物质基础。最后指出应对气候变化的适应技术体系需要充分发挥集成创新的力量,从不同层面的适应主体的组织机制开始,充分整合适应气候变化技术体系,发挥不同适应部门的协同机制,建立完善的国家适应气候变化科技创新机制,同时合理利用资金机制,从而建立完善的适应气候变化技术的集成创新机制。
关键词集成创新;适应气候变化;技术体系;机制
中图分类号X321.02文献标识码A文章编号1002-2104(2012)11-0001-05doi:12.3969/j.issn.1002-2104.2012.11.001
无论是由于自然因素,还是人类活动导致,以变暖为主要标志的全球气候变化已经成为当前社会最突出的风险问题之一[1]。1992年签订的《联合国气候变化框架公约》(下称《公约》)中,将适应和减缓作为应对气候变化的两个重要方面[2],但在《公约》通过后相当长的时间内,以《京都议定书》为标志,减缓一直是国际社会应对气候变化的主要努力方向。随着研究的深入,人们逐渐认识到,即便现在开始采取最有效的减缓措施,气候变化的趋势仍将持续较长时间[3-7]。因此,适应气候变化已经变得十分重要和紧迫[8-10]。我国一直高度重视适应气候变化工作[11-12]。最大限度地利用气候变化的有利影响,规避不利影响,是我国应对气候变化面临的艰巨任务[13]。目前国内在适应气候变化技术研发方面已经进行了一定的投入,形成了一批适应气候变化技术[4,13]。然而,不同技术的应用领域、影响范围和成熟度均有不同,需要在国家层面上对国内外各适应技术进行集成,为我国未来应对气候变化的国家战略提供集成的解决方案。为此,需要在国家层面建立适应气候变化技术的集成创新机制,从而更好地为应对气候变化行动提供决策支持。
1集成创新的概念及其内涵
集成创新是现代社会各行业发展进步的主要技术途径之一[14]。然而,究竟什么是集成创新?学者就此开展了大量的研究[14-15]。大多认为,“集成”是指系统内两个或两个以上的要素,依据要素间的内在联系而形成的具有某种特定功能的有机体的过程,这种集成系统的功能要远远大于单个要素的功能。因此,集成是系统内要素优化组合的动态过程,也是系统内要素相互作用、相互影响的结果。
集成创新是创新行为主体的选择、优化、配置,相互之间以最合理的结构形式结合在一起,形成的一个由适宜要素组成的、优势互补的、匹配的有机体,从而使有机体的整体功能发生质变的一种自主创新过程。集成创新使各种单项和分散的相关技术成果得到集成,其创新性以及由此确立的竞争优势和科技创新能力的意义远远超过单项技术的突破。
对于适应气候变化来说,“适应气候变化技术体系的集成创新”是指不同适应主体和部门对各种适应技术进行选择、优化、配置,相互之间以最合理的结构形式结合在一起,形成一个由适宜要素组成的、优势互补的、匹配的有机体系,从而使适应技术体系的整体功能发生质变的一种自主创新过程。
2适应气候变化技术体系的集成创新机制
适应气候变化技术的集成创新需要从技术整合、科技创新、组织机制、协调机制以及资金机制等5个方面来实现。
2.1适应气候变化技术的整合集成机制
整合是适应技术实现集成创新的重要手段。不同适应主体或决策部门需要整合不同区域与领域的资源与能力,才能形成整合的创新能力,实现集成创新。不同领域或区域以自身的能力与资源为基础,寻找具有互补资源和能力的领域与区域,如农业领域与水资源领域的适应技术整合,并且需要将他们的资源和能力整合到自身的能力体系中,从而形成集成的资源和能力,为适应气候变化技术体系整体的集成发展奠定基础。
当前阶段,我国适应气候变化技术体系整合集成亟需开展的关键工作包括:国家适应气候变化技术体系构建与技术清单编制;优选现有比较成熟的适应技术,吸收最新适应技术研发成果,评估其综合效益与适用范围,构建中国适应气候变化的基本理论与技术体系框架,分析主要领域和区域的近期(2022年前)关键适应技术需求。讨论国家适应气候变化的技术潜力与技术限制因素,国家未来10-50年适应技术发展途径,适应的技术研发与工程建设投资需求分析;分析国家适应气候变化的整体能力建设需求和国家适应气候变化的阶段性目标,进行国家适应战略规划;针对适应气候变化的生态补偿、资金机制、技术研发等提出适应气候变化的政策建议。调研气候变化对建筑业、交通运输、旅游、商贸等产业部门和电、水、气、热及通信等基础设施的影响,提出相关产业调整结构与布局,捕捉商机和基础设施调整工程建设与运行维护标准的建议,研发关键适应技术并进行技术集成。
2.2适应气候变化技术的科技创新机制
科技创新是适应气候变化技术集成创新的关键力量,也是中国制订适应气候变化的战略决策和实行适应行动的重要保障措施。不同领域与区域的适应气候变化技术需要通过科技创新获得。关于适应的若干关键科学问题还有待通过科技创新机制来实现。
适应是应对气候变化的一项重要战略措施,一些有利于缓解气候变化影响的措施也已经开始实施。然而,专门针对气候变化的适应技术和措施的研究和实施较少,缺乏可供借鉴的成功适应范例和系统有效的技术体系。需要进一步研发、集成不同领域和区域的适应关键技术,系统构建适应气候变化的技术体系。同时,目前的适应措施与气候变化影响及未来风险的联系不太紧密,与部门的发展战略相结合的示范研究较少。因此,适应技术与示范的研究必须对不同领域或区域受气候变化的影响和风险有定量的认识。气候变化对我国的影响在不同领域和区域上有重大的差异,需要采取具有针对性的适应措施,进行试验和技术示范研究。只有掌握足够的科学证据,系统地评估气候变化对我国主要脆弱领域的综合影响和风险,将适应措施的效果纳入到影响和风险评估中,客观分析不同领域、不同地方的适应能力,才能科学地选择或研发相应的适应气候变化技术,制定符合我国国情的气候外交政策,保障我国利益不受到损害,既能为保护全球气候做出积极的贡献,又能保证国内社会经济的持续稳定发展。
因此,迫切需要将适应气候变化作为一个重要的领域,选择主要领域(如农业、林业、渔业、水资源、人体健康、生物多样性与生态系统、重大工程、防灾减灾等)和典型区域(如青藏高原、北方水资源脆弱区、农牧交错带、脆弱性海岸带及生态系统脆弱带等)进行适应气候变化的示范实验,提出可操作性的适应对策和措施,进行适应措施的成本效益分析。确定气候变化影响的重点区域、脆弱人群与适应优先事项,促进气候变化适应与区域经济社会发展规划的结合,重点加强适应气候变化与欠发达地区的经济和社会发展计划与规划的结合;加强极端气候事件的防御及防灾减灾技术开发;促进适应气候变化政策制定和立法工作。
2.3适应气候变化主体的组织机制
适应气候变化的主体有很多层次。目前情况下,政府部门是适应气候变化的首要主体。其次,不同领域的企业和生产者也是适应气候变化的重要主体。再次,普通人群也是适应气候变化的组成部分。另外,还包括科研机构。科学的适应气候变化集成创新机制需要建立起科学的适应气候变化主体的组织机制。这种组织机制需要紧密结合不同级别的政府部门、科研机构、企业和生产部门以及广大的普通人群。科学地适应气候变化组织机制关键工作包括:①加强组织领导与统筹协调。政府部门要切实加强总体指导和宏观管理能力,对各种利益关系和矛盾进行统筹协调,健全责任体系,大力促进各地方、各部门、各科研院校在适应气候变化领域的大力协同,充分调动各方积极性,共同推进适应气候变化行动的开展和实施。②加强人才培养与基础研究。加强人才培养开发,促进人才队伍建设,特别是学科梯队建设,培养和造就一批学科带头人和后备人选以及相应的骨干研究队伍。重视和加强基础研究,切实提高自主创新能力。围绕国家重大战略需求,重点部署研究一批适应气候变化领域的重大问题。推动适应气候变化科技资源共享,鼓励企业与高等院校、科研院所联合建立国家重点实验室,奠定适应气候变化技术的科技基础。③加强适应气候变化能力建设。在气候变化影响显著地区建立适应气候变化试点示范基地,进行脆弱性分析和风险评估,开展相关适应活动,为我国今后全方位开展适应气候变化行动提供重要的指导和参考。举办适应研讨会和培训班,提升地方政府相关机构和人员适应气候变化方面的基本知识、研究水平和管理能力。通过网站、新闻报道及座谈会等形式大力宣传适应气候变化相关知识,增强公众意识和公众参与度。大力开展方法论研究,为适应气候变化行动提供理论支持和指导。
2.4适应气候变化的部门协同合作机制
协同是国家、政府或部门实现适应技术集成创新的关键。协同就是要实现“1+1>2”。即多个部门合作创新产生的效益大于部门独立进行创新产生的效益之和。核心部门与合作部门的协同包括三大方面:目标协同性、利益协同性、功能协同性,称之为“OBF协同”。这三个方面的协同将形成利益分配机制、风险分摊机制、信任机制。如图1所示。
为了实现“OBF协同”,需要构建三维协同体系:政策与法规、协同平台、协调机制。如图2所示。
政策与法规,是协同的制度保证。适应气候变化技术进行集成创新的过程中,需要通过政策与法规形成激励机制与约束机制。适应技术集成创新中的规范包括各级政府的政策、制度与合同。技术集成创新的合作伙伴在创新项目中表现出资本属性或准资本属性,有必要采用激励机制和约束机制。
协调机制,是协同的过程保证。协调是通过管理机制、沟通、信息的互动实现的。在技术进行集成创新的过程中,由于集成的人力资源或组织资源(如供应商联盟、技术中心等)等存在个体理性与集体理性、短期利益与长远利益的冲突以及文化背景冲突等,对于技术资源、社会资源、信息资源等资源的集成同样存在能否衔接和匹配的问题。因此,协调机制是技术集成创新实现协同的重要内容。
协同平台,是协同的物质基础。它包括研发平台、网络支持、基地建设。研发平台是指研发中心与高等学校(包括以其为依托的国家重点实验室)、国家工程技术中心、国家产品认证中心、国家质量检测中心、专业设计咨询公司以及包括具有研发能力的供应商等所组建的技术综合型平台。网络支持是包括科研院所、合作企业、政府部门、金融机构、供应商、中间商、顾客等所组成的无形网络的支撑作用。基地包括与集成创新相关的人才基地、技术研发基地与测试试验基地。
2.5适应气候变化的资金机制
适应气候变化需要庞大的资金支持,其资金机制包括公共资金和市场资金两个方面。需要在国家财政投入之外,鼓励和引导金融机构和企业单位投资气候变化适应行动,同时充分利用国际适应性资金,全面提高我国适应气候变化的能力,最大限度地降低气候变化的不利影响。适应气候变化的资金机制具体包括:①持续增加国家财政的气候变化适应资金的投入。各级政府应将适应气候变化逐步纳入到各行各业的发展规划,增加采取适应气候变化行动的预算和投入,切实保证适应气候变化行动的实施。各级政府应积极运用财政手段,如设立专项税收、建立适应基金或者环境基金等,加大对气候预报、生态保护、海岸带管理、水资源安全等方面适应能力建设的投入。②引导金融部门和企业对适应气候变化提供支持。气候变化的灾难性影响会损害信贷金融的信用,增加保险赔付,加大风险管理难度。应为商业金融部门提供支持适应气候变化行动的鼓励机制,使金融部门和企业更好地参与国家和地区的适应行动。具体措施包括:加强风险金融的适应性支持,引导信贷金融重视适应性投入,使用公共债券及其衍生工具为适应性投资或者灾害救济融通低成本的资金,就特定敏感地区或者特定气候事件发行政府巨灾债券,国家对气候变化敏感和脆弱地区、领域和产业在财政投入和税收政策上给予重点扶持。通过财税杠杆激励企业和民间资本投资气候变化适应行动。③积极吸引国际适应性资金投入我国气候变化适应行动。充分利用UNFCCC体系内可以利用的气候变化适应资金,积极开拓国际合作,吸引更多的双边或者多边资金投资适应气候变化行动。目前,与适应气候变化密切相关的国际资金渠道主要包括:《公约》创立的委托全球环境基金(GEF)运作管理的信托基金(SPA),《公约》下最不发达国家基金(LDCF)和气候变化特别基金(SCCF),《京都议定书》下设立的适应基金,来自于其它多边的环境协定(MEAs)基金,来自于各国政府、国家和国际组织和机构的双边和多边基金。
3结语
“集成创新”是适应气候变化技术与行动的必由之路。在不同层面建立适应气候变化技术的集成创新机制,构建不同部门或区域适应气候变化技术的集成创新体系是我国适应气候变化技术发展的重要途径。集成创新可以使适应气候变化不同主体的资源、技术、能力等得到充分优化、选择、配置,从而相互之间形成最合理的结构形式,发展成为一个由适宜要素组成的、优势互补的、匹配的有机体,可使各种单项和分散的相关技术成果得到集成。应对气候变化的适应技术体系需要充分发挥集成创新的力量,从不同层面的适应主体的组织机制开始,充分整合适应气候变化技术体系,发挥不同适应部门的协同机制,建立完善的国家适应气候变化科技创新机制,同时合理利用资金机制,从而建立完善的适应气候变化技术的集成创新机制。
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IntegratedInnovationMechanismofTechnologySystemforAdaptationtoClimateChange
PANTao1LIUYujie1ZHANGJiutian2WANGWentao2
(1.InstituteofGeographicSciencesandNaturalResourcesResearch,ChineseAcademyofSciences,Beijing100101,China;
2.TheAdministrativeCenterforChina’sAgenda21,Beijing100038,China)
AbstractTakingadaptationmeasuresisanimportantwaytoaddressglobalclimatechange.Theintegratedinnovationoftheadaptationtechnologysystemisoneofthekeyelementstocarryoutclimatechangeaddressingactions.
Realizingtoaddressclimatechangeeffectivelyneedstoestablishtheintegratedinnovationmechanismatdifferentlevelsandconstructintegratedinnovationsystemofdifferentdepartmentsandregions.
Thisstudyanalyzedtheconnotationofintegratedinnovationoftechnologysystemforclimatechangeadaptation,whichisanindependentinnovationprocess.Inthisprocess,avarietyoftechnologiesforclimatechangeadaptationwillbeselected,optimized,andconfiguredbydifferentsubjectsanddepartmentstoformanorganicsystem.Thissystemiscomposedofappropriateelements,complementaryadvantagesandmatchingeachother.Sotheoverallfunctionoftheclimatechangeadaptationtechnologysystemwillhaveaqualitativechange.
Integratedinnovationcanrealizetherecombiningandoptimizingtheresources,technologiesandabilityofdifferentsubjectsordepartments,andenhancetheeffectofadaptingclimatechange.
Weproposedtheintegratedinnovationmechanismoftechnologysystemforadaptationtoclimatechange,including:integrationmechanismstoadapttoclimatechange,technologyintegration,technologyinnovationmechanismtoadapttoclimatechange,technologyandadapttoclimatechange,themainorganizationalmechanismstoadapttoclimatechangesectorcollaborationmechanism,aswellasfinancialmechanismtoadapttoclimatechange.
Integratingistheimportantmethodtorealizetheintegrationofclimatechangeadaptation
technologies.Scientificandtechnologicalinnovationisthemainforceoftechnicalresearch.
Organizationmechanismisthesystembasisofintegratedinnovation.Cooperationmechanismis
thekeyguaranteeofintegrationandfundingmechanismthenecessarymaterialbaseof
integratedinnovation.
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