在纬向环流强盛时期,气旋性活动增强,行星风系影响加剧,南北半球的气候带向两极方向移动。在纬向环流衰弱的时期,反气旋性活动加强,季风发达,南北半球高低纬度之间气流交换频繁。地球上的气候带向赤道方向移动。可见,世界环流型式的改变,对全球性气候变化的影响多么巨大。
五、人类活动对气候的影响
从有人类活动以来,人类就开始影响气候。随着人类社会经济的发展,人类影响气候的规模和深度也不断发展。
在人类历史初期,人类还完全是气候的奴隶,人类活动完全受气候条件的限制,只能生活在温暖湿润的热带森林中。大约在进入石器时代之前,人类还处在自生自灭状态。进入石器时代以后,人类掌握了火,才开始增强对气候的适应能力。这个痛苦的过程,至少经历了100多万年。
以后,人类开始对周围的气候实行局部地有限地改造,衣着和房屋就是一个标志。往后,人们在农业和其他生产活动中,也开始局部地改变着气候。产业革命以来,科学技术飞速发展,人们不但能在各种不同的自然气候条件下采取措施,取得人类适应的气候;而且能够在规模越来越大的局部范围内改造气候。人工控制天气也在发展着。随着人们认识水平的提高和技术能力的增长,人类主动规划环境,改造气候,把气候环境引向有利于人类的方向发展,已构成现代科学的一个重要特点。
从历史事实来看,人类有对气候有目的地主动积极地改造的方面,也有盲目地消极被动地使气候恶化的方面。
运用衣着、房屋改造气候,是人类为了适应气候条件,而建立适合自己生存与生活环境的一种技术行为。共同的特点是:在大气候的背景条件下,建立起一种适合人类生存与生活的人工小气候环境,从而达到保温、御寒、防风的目的。不同点在于衣着是包装人体的气候壳,能够随着人体移动,能够随着天气气候变化增减衣服的厚度和层次,能够随着经济水平的差异使用不同的衣着材料,从而控制并调节小气候;房屋则不能移动,不能随意增减厚度和层次,不能随意变更建筑材料。房屋是固定的,只能依靠门窗局部调节,材料的选用,建筑结构和形式的设计,平面布局的安排,都是为了适应气候环境的一种优化选择。
改变地球表面形态,如植树造林、灌溉农田、干化沼泽、建造水库,也能够改变局部气候环境。植树造林可以挡风挡沙,保持土壤水分,改变空气温度和湿度。建造水库和进行灌溉虽然并不是直接为了改造气候,但是却起到减小气温年、日较差,提高最低温度和平均温度,增加湿度和降水量的作用。
从消极方面看,人类了取得自身的利益,盲目垦荒、刀耕火种、破坏森林,造成水土流失,使气候恶化。因为森林是地球表面的重要保护层,它对地面水分和热量的保存、交换都有很大作用。据估计,500万亩森林的蓄水量,相当于一亿立方米的水库。在干旱地区的护田林带,能使空气相对湿度提高10%~15%,能使土壤含水量增加22~27毫米。这就是人们呼吁保护森林的气候意义。
人类活动的盲目性还表现在工业污染物的增加。工业发展的一个结果,就是废物、废水、废气和余热的大量排放。使土壤、水体和大气遭到严重污染。在极大程度上改变了大气成分,大气混浊度和热性质,从而导致气温和降水量等气候要素发生变化。
我们前面已经提到,大气中的二氧化碳(CO2),水汽(H2O),及其他微量气体,如甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)、氯氟碳化合物(俗称氟利昂(CFCL3),对地面气候都有温室效应,所以人们称之为温室气体。人类活动排放出来的温室气体,使大气的温室效应增强,导致整个地球气温升高。自从产业革命以来,大气中二氧化碳含量上升约25%,甲烷上升160%,一氧化二氮上升8%,氟利昂以前根本就没有过。这些气体在大气中可以长期停留,使温室效应不断增强。根据气候学家们分析,由于温室气体的作用,21世纪,地表气温可能升高1.5℃~4.5℃。地球增暖的结果,随之而来的将是海洋变暖,南极大陆和格陵兰冰盖融化,海平面上升。由于工农业发达、人口稠密的地方,正好多分布在沿海地区,海平面上升会给人类带来严重的灾难。我国的所有海滨地带,都在遭受灾害的范围内,主要受灾地区可能是华北平原,长江三角洲和珠江三角洲地区。21世纪全球气候变暖后怎么办呢?已经引起各国政府和人民的关注。
六、气候变化对人类的影响
人类影响气候,气候也影响人类。短时间的气候变化,特别极端的异常气候现象,如干旱、洪涝、冻害、冰雹、沙暴等等,往往造成严重的自然灾害,足以给人类社会造成毁灭性的打击。比如,1943~1954年孟加拉地区的暴雨灾害,引起了20世纪最大的饥荒,饿死人口达300~400万。1968年~1973年非洲干旱是非洲人民的一次大灾难,使得乍得、尼日尔、埃塞俄比亚的牲口损失70%~90%,仅在埃塞俄比亚的沃洛省就饿死20万人。当然,这种打击往往是短暂的、局部的,虽然不至于影响生态系统,但是对人类造成的灾害却十分大。
长期的气候变化,即使变化比较缓慢,也会使生态系统发生本质性的改变,使生产布局和生产方式完全改观,从而影响人类社会的经济生活。
例如,在公元前3000~1000年的温暖时期,竹类在黄河流域直到东部沿海都有广泛分布;安阳殷墟发现有水牛和野猪等热带亚热带动物;甲骨文记载打猎时获得一象,表明殷墟的化石象是土产的。河南原称豫州,就是一个人牵着大象的标志。商、周时代,梅子是北方人民重要的日常食品。《诗经》说:“若作和羹,尔唯盐梅”。可见当时梅子是和盐一样重要的食品,是做菜不可缺少的佐料。《诗经》说:“终南何月,有条有梅”。终南山在西安之南,宋代以来就无梅了。陕西、山西等地人民只好用醋代替梅了。
秦汉时期气候也比较温暖,《史记》记载当时经济作物的地理分布是:“桔之在江陵,桑之在齐鲁,竹之在渭川,漆之在陈夏。”可知当时亚热带植物的地界比现在更加偏北。
由于气候变化直接影响农作物的地理分布,必然会影响以农产品为原料的工业布局。例如,在先秦到西汉以前,我国丝织业布局是北丝南麻,丝织业绝大部分在黄河中、下游和冀中平原,当时最大的丝纺业中心在河北定县,其他较小的中心也都在河北,河南和山东一带;长江流域及南方各地则主要生产麻织物;西汉时期,蜀中仅以产麻布著名。虽然在东汉到魏晋以后,中原地区战乱频繁,经济下降剧烈,南方各地社会生活则相对安定,丝织业有所发展,可是北丝南麻的布局一直维持到隋唐时代。从气候变迁情况看,至隋唐时代,虽然气候也有变化,但是平均气温仍暖于现代,可见丝绸之路出现在北方是有原因的。
北丝南麻布局的改变发生在宋代。由于气候变冷,气温已低于现代,北方不利于桑蚕生产生殖,再加上唐末五代时北方战乱,南方经济上升,丝织业规模逐渐超过北方。北宋时镇江,三台已形成为全国丝织业中心。南宋时,南京、常州、镇江、苏州都拥有巨大的丝织业生产能力。丝织业重心南移,正好相当于我国气候由温暖到寒冷的时期,这个历史经验是值得我们研究的。
气候变迁对农业耕作也有影响,孟子和荀子都说,他们那个时候,齐、鲁(河北、山东一带)农业种植可以一年两熟。在这些地方直到解放初期,还只习惯于两年三熟。唐朝的生长季也比现在长,《蛮书》(约成书于862年)说,曲靖以南,滇池以西,一年收获两季作物,9月收稻,4月小麦或大麦。而现代由于生长季缩短,不得不种豌豆和蚕豆,以代替小麦和大麦。
这种历史经验仍有现实意义。例如,如果气候变暖,就可以考虑双季稻向高纬度、向高海拔扩展;若气候变冷,就得采取措施,缩短水稻的生长时间。现在流行的热门话题是:地球将会变暖。面临着这种可能出现的现实,我们将采取什么样的战略性对策呢?