最近20年,全球变暖、冰川融化、海平面上升、雾霾天气等一系列现象表明温室效应带来的气候变化正严重影响着人类未来生存。在工业革命之前,大气中二氧化碳的浓度并不高,但随着蒸汽机的发明以及煤炭的大量使用,欧洲开启工业革命、进入机械时代。在1824年,温室效应被发现,即温室气体使得地球表面变得更暖,类似于温室截留太阳辐射,并加热温室内空气的作用,即造成“温室效应”。温室气体指大气中能吸收地面反射的长波辐射并重新发射辐射的一些气体,当前京都议定书中规定控制的6种温室气体为二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、氢氟碳化合物、全氟碳化合物、六氟化硫。据《中国气候变化蓝皮书(2020)》研究数据表明:一、全球气温升高明显,2019年全球平均温度较工业化前水平高出约1.1℃,是有完整气象观测记录以来的第二暖年份,过去五年(2015-2019年)是最暖的五个年份,20世纪80年代以来,每个连续十年都比前一个十年更暖;二、全球温室气体平均浓度持续上升,2018年主要温室气体二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亚氮(N2O)的全球平均浓度均创下新高,其中CO2为407.8±0.1ppm、CH4为1869±2ppb、N2O为331.1±0.1ppb,分别达到工业化前(1750年之前)水平的147%、259%和123%;三、全球平均海平面呈加速上升趋势,上升速率从1901-1990年的1.4毫米/年,增加至1993-2019年的3.2毫米/年;2019年数据为有卫星观测记录以来的最高值。而中国是全球气候变化的敏感区和影响显著区,据《中国气候变化蓝皮书(2020)》,1951-2019年中国年平均气温升温速率高于同期全球平均水平,1980-2019年中国沿海海平面变化总体上升速率高于同期全球平均水平,20世纪90年代中期以来,极端高温事件明显增多,降水方面暴雨日数增多。气候变化不只是简单地影响了我们直接感受到的气候或者可监测的海平面上升,它对于整个地球的影响是致命且难以预测的,例如灾害性气候事件频发、岛国沿海洼地被淹没、物种灭绝加速、水资源分布失衡、影响物种分布、加重生态系统的脆弱性、加剧疾病传播等,均威胁着人类的生存和发展。
人类活动是导致气候变化的主要原因这一观点已成共识。1995年、2001年以及2007年政府间气候变化专门委员会(IPCC)的评估报告分别指出全球气候变化由人类活动引起的可能性依次是50%以上、66%以上及90%以上。在2013年《环境研究快报》(Environmental Research Letters)期刊上的研究表明,1991-2011年间发表所有有关全球气候变化主题的12000份学术
论文中,97%一致认可气候变暖是因为人类活动造成的。2019年英国《卫报》报道,发表在美国权威期刊《自然》及《自然地球科学》杂志上的三项研究均表明,国际科学界就全球气候变暖由人为活动造成这一结论的共识率达到99%。
在工业化进程中,化石能源燃烧导致了大量温室气体排放。第五次IPCC报告中指出,二氧化碳、甲烷和氧化亚氮的大气浓度超出过去80万年以来的最高的水平。工业化的发展使得空气中二氧化碳浓度已增加了40%,这首先是由于化石燃料的排放,其次是由于土地利用变化导致的净排放。2002-2011年间,因化石燃料燃烧和水泥生产造成的二氧化碳年平均排放量为每年8.3[7.6至9.0]GtC(高信度),2011年是9.5[8.7至10.3]GtC,比1990年水平高出54%。
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