全球气候变化与低碳经济

第十二章全球气候变化与低碳经济本章首先介绍了全球气候变化的现状、原因及其带来的影响；然后在此基础上，重点介绍以低能耗、低物耗、低污染为主要特征的低碳经济发展模式，包括低碳经济的内涵、特征及碳排放的计算方法等，并从国际合作角度探讨了应对全球气候变化的措施，即国际低碳合作；最后介绍了世界各国典型的温室气体减排与低碳发展政策。工业革命以来，人类对化石能源的大规模开采利用，一方面极大地提高了人类生产能力，满足了人们在物质消费方面的指数级膨胀需求，占地球总人口近1/5的发达国家先后进入了现代化，人类总体生活水平获得了较大提高。另一方面，人类的经济活动范围越来越逼近地球承载能力的物理边界，过度的资源开发、能源消耗不仅造成稀缺的不可再生资源日趋枯竭，更为重要的是不可逆转的环境破坏和生态危机日趋严重，极端气候频频出现，全球变暖的趋势不断加剧。面对全球气候变化，人类必须反思自己的发展模式和生活方式，必须尽快走出高能耗、高排放的传统增长模式，实现向节能减排的低碳经济生活转变。本章在介绍全球气候变化及其影响的基础上，重点介绍低能耗、低物耗、低污染为主要特征的低碳经济发展模式，并分析了应对全球气候变化的国际低碳合作以及世界各国典型的温室气体减排与低碳发展政策。2第一节全球气候变化及其影响近年来，世界各国出现了几百年来历史上最热的天气，厄尔尼诺现象也频繁发生，给各国造成了巨大的经济损失。工业文明以来，气候变化日益成为全人类必须面临的重大环境问题，成为21世纪人类共同面临的最为复杂、最具有挑战性的问题之一。联合国环境规划署（UNEP）2008年3月16日报告指出，由于全球气候变化，冰川正在以比任何时候都快的速度融化，并且，许多冰川可能在数十年内消失。早在1896年诺贝尔化学奖获得者斯凡特·阿列纽斯（SvanteArrhenius）就预测：化石燃料燃烧增加了大气中的二氧化碳浓度，从而导致全球变暖。一、全球气候变化状况全球气候系统是指由大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈（陆面）和生物圈组成的高度复杂的系统。全球气候系统的各个圈层之间、各圈层内部存在着各种各样的物理的、化学的和生物的相互作用和相互影响，从而构成一个统一的复杂巨系统。全球气候系统中的任何一个子系统发生了变化，都会产生非常复杂的物理变化、生物变化和化学变化过程与反馈机制，而且这种相互作用有不同的时间尺度和空间尺度，从而造成全球气候系统的变化或变异，第一节全球气候变化及其影响全球气候变化正是全球气候系统变化的一个重要表现特征。全球气候变化是指在一个时间段内（10年或更长的时间尺度）全球气候平均状态或离差(距平)发生了统计意义上的显著变化。因此，全球气候变化是全球气候在一个较长时期内的显著变化趋势，全球气候变化没有确切的时间周期，但有非常宽的时间谱，可以月延伸到年、十年，直至万年。全球气候变化的尺度从最长10＾8~10＾9到10＾0（年际变化），可分为地质时间、历史时间和近现代3个阶段的气候变化。近现代气候变化对当今社会经济和自然环境影响最大，因而是目前全球气候研究的重点。研究表明，地球从形成到现在已经有46亿年的历史了，大约在距今24亿年以前的太古时代，地球表面就已经形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈，开启了气候动荡变化的先河。从1860年有气象仪器观测气象记录以来，世界气温出现了明显的波动上升现象。自1861年以来，全球平均地表温度呈现波动上升的趋势。据专家估算，近100年来，全球平均气温升高0.3~0.6℃.20世纪增幅最大的两个时期为1910—1945年和1976—2000年。1949—1979年30年长期平均气温比20世纪初全球平均气温高0.25℃,20世纪80年代以来的30年期间，全球气温上升迹象第一节全球气候变化及其影响更加明显，除极少数年份外，当年平均气温连续高于长期平均气温。最新研究显示，到21世纪末，地球的平均温度将上升1.6℃。二、全球气候变化的成因虽然现在对气候变化的成因还众说纷纭，但是气候变化肯定既有来自地球内在的变化和包括板壳运动所造成的对气候的影响，当然也有来自人类，尤其是近些年来由于人类生活生产活动改变了大气成分对其造成的影响，又或者是由于人类利用土地方式改变造成的影响。（一）气候变化的自然原因全球气候系统各组成部门和影响因子之间存在高度非线性、不稳定关系，输入和输出不一定成正比，牵一发而动全身，这种错综复杂的相互作用关系使得全球气候变化往往是偶然的和逆转性的，存在很大不确定性。一般认为，影响全球气候变化的自然因素有以下几种：1、地球—气候系统以外的因素太阳辐射是全球气候系统的根本驱动力，太阳辐射是通过大气和下垫面来影响气候变化的：①太阳本身的周期性变化会对全球气候系统产生一定影响，如太阳黑子、耀斑、日珥、太阳风暴等。②人类活动既能通过影响大气的下垫面，从而影响太阳辐射，进而影响气候变化，又能直接影响气候。在大气和下垫面之间，人类活动及大气和下垫面之间，互相影响、互相制约，形成重叠的内部与外部反馈关系，从而使第一节全球气候变化及其影响同一来源的太阳辐射不断的来回传递、组合、分化和发展，在这种长期的影响传递中，太阳还会发生许多非周期性的变化，使地球上气候变化异常复杂。③地球轨道的变化会影响到地球表面接受到太阳辐射量，进而影响到气候变化。地球公转运动中的某些参数，如轨道变心率、黄赤交角、岁差，存在着2.1万~10万年的变化周期，而气候变化周期与轨道参数之间良好的一致性表明，地球表面接受太阳能是导致气候不稳定的根本原因。2、地球-气候系统本身的因素（1）强地质因素。地球系统本身也处于不断的运动变化之中。造山运动、火山活动等以及它们的综合影响，甚至地球自转速度的变化，均影响到大气动量守恒。（2）大陆-海洋-气候系统内在因素。地球系统中海洋-陆地分布的沧桑巨变通过正反馈、负反馈机制对地球气候系统产生复杂的影响。3、随机因素地球-气候系统的本身因素即使与太阳辐射周期因素联系在一起，气候变化在很大程度上也是随机性的。（二）气候变化的人为原因气候变化的自然原因在短时期的变化一般是不太显著的。联合国政府间气候变化专门委员会（简称IPCC）第一工作组（WG1)第四次评估报告《气候变化2007：自然科学基础》与2007年2月2日正式发布。在大量不同时间尺第一节全球气候变化及其影响度和更新、更全面的数据基础上，第四次评估报告对气候变化的各种过程、气候模式的能力以及气候变化的预估及其不确定性问题进行了深入的评估研究。该报告认为气候系统的变暖是毋庸置疑的，人类活动很可能是最近50年全球气候变暖的主要原因。全球气候变化的人为原因是指由于人类有意识和无意识的经济社会活动，如人口增长与城市化，大规模的化石能源使用导致的温室气体排放、森林砍伐、过度放牧、土地的不合理使用等，这些人为原因的持续积累改变大气环流和大气化学组成成分，从而导致全球气候的短期变化和区域性变化。人类活动对气候影响可分为有意识影响和无意识影响两种类型。有意识的气候影响是人类为了某种目的而采取一定措施，有意识的改变气候条件，即各种人造小气候类型。人类活动对气候的影响很多是无意识的影响行为，人类活动的影响既有正面的，也有负面的，如人类活动产生的二氧化碳过量就会导致温室效应，导致意想不到的后果。人为气候影响的主要表现形式有三类：①工农业生产过程中排放大量温室气体和各种污染物，改变大气化学组成成分，影响气候；②人类的活动（如森林砍伐、过量放牧、植被破坏等不合理的土地利用行为）改变了下垫面，从而导致气候变化；③人为热和人为水汽的排放，如城市中产生的城市气候效应，导致区域性气候变化。第一节全球气候变化及其影响三、全球气候变化的影响气候变化的影响是全方位、多尺度和多层次的，既包括正面影响，也包括负面效应。但目前它的负面影响更受关注，因为不利影响可能会危及人类社会未来的生存与发展。全球气候变化在当今主要表现为全球变暖，其影响是多方面，不仅对自然生态系统产生复杂影响，而且对农业、工业、交通、能源、贸易等社会各个方面都造成了深远的影响。气候变化影响到人类的生存与发展，深度触及各国的能源安全、农业和粮食安全、水资源安全、生态安全和公共安全，应对气候变化和防灾减灾日益引起国际社会的普遍关注。2005年瑞士达沃斯世界经济论坛把气候变化列为全球第三大挑战，同年八国首脑会议也把气候变化重要议题之一。按现在的一些发展趋势，科学家预测的全球气候变化的影响主要有以下主要几方面：（一）气候变化对自然生态系统的影响1、冰川冻土融化，破坏区域自然生态环境全球4/5的淡水资源储存在冰川之中，南北极冰川占全球淡水资源的75%，内陆高山冰川是河流重要的水源。随着全球气候变暖，南极大陆和格陵兰冰盖面积在萎缩，厚度在下降，裂缝在扩大。科学家研究确认，2000-2008年期间，该冰川已经丧失了1.5亿t的质量，这相当于海平面上升的速度平均为每年0.46mm，在2006-2008年这一速度增加到每年平均为0.75mm。内陆冰川融化的速度更快，喜马拉雅冰川在不断收缩，近30年来，青藏高原冰川面积减少了10%以上，雪线第一节全球气候变化及其影响上升最高达到350mm。冰川和多年冻土的融化不仅直接破坏了所在区域的自然生态环境，而且随着冰川冻土的融化将使封存在其中的大量甲烷等温室气体释放到大气中，进一步增加大气中的含碳量，增强地球的温室效应。美国麻省理工学院科研人员在《地球物理研究杂志》网络版上报告说，如果冰川冻土中封存的甲烷释放到大气层中，其导致的全球气候变暖速度可能会比目前由二氧化碳等温室气体造成的全球气候变暖还要快20倍。2、海平面上升，影响和改变近海陆地生态系统科学家的研究表明，过去的100年间全球海平面上升了14.4cm，中国的海平面上升了11.5cm，全球气候变暖是海平面上升的罪魁祸首。海平面上升的原因有：①气候变暖使海洋变暖，海水出现热膨胀导致海平面上升；②全球气候变暖引起南极和北极冰雪融化导致海水上涨。海平面上升将直接危害到低岛屿和低海岸带，导致沿海洼地淹没，还会使沿海地下水位上升、盐分增加、水土资源恶化加剧，直至影响和改变近海陆地生态系统。3、大气环流异常变化，影响和改变海洋、河流、湖泊生态系统全球气候变化导致大气环流变化异常，太平洋上空大气环流异常变化导致厄尔尼诺现象日趋活跃就是有力例证。太平洋上空的大气环流名为沃克环流，当沃克环流变弱时，海水吹不到西部，太平洋东部海水变暖，于是就产生厄尔尼第一节全球气候变化及其影响诺现象。但当沃克环流变得激烈时就产生了拉尼娜现象。一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来，交替出现，而近50年来，厄尔尼诺现象日趋活跃，拉尼娜现象有所减缓。厄尔尼诺现象不仅直接导致中、东太平洋及南太平洋沿岸异常多雨，西太平洋降水减少，而且常常抑制西太平洋热带风暴形成、促使北太平洋飓风增加。全球气候变暖不仅使大气环流出现异常变化，影响和改变了海洋生态系统变化，而且对河流、湖泊产生区域性影响，一些区域的河流、湖泊会出现水位升高、面积增加的趋势，而另外一些区域的河流、湖泊则可能出现流量减少、水面降低的现象。4、森林生态系统发生演变，生物多样性受到威胁联合国政府间气候变化专门委员会的气候评估报告表明，由于人类活动排放大量的温室气体，大气温室效应将进一步加强，造成全球气候变暖，如果考虑到降水的相应变化，估计大约50年后气候带将向两极方向移动数百公里。与气候带的推移相比，全球动植物区系的变动将有一个滞后量，一些动植物可能保留在原地，而另一些动植物将移到新的适应区，从而使得全球生态系统的结构和格局发生改变。气候变化将改变植被的组成、结构和生物量，使森林分布格局发生变化。第一节全球气候变化及其影响全球气候变化可能使得一些物种无法适应而消失。根据联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告，气候变化可能导致一些不可逆转的影响。有中等可信度表明，如果全球平均温度增幅超过1.5~2.5℃（与1980-1999年相比），所评估的20%-30%的物种可能面临增大的灭绝风险；如果全球平均温度增幅超过3.5℃，模型预估结果显示，全球将出现大量物种灭绝（占所评估物种的40%~70%），生物多