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2015年第五期博士论坛:混沌的大气与“看海”的深圳

前段时间深圳的暴雨让深圳市民又重新体会了看海的无奈,暴雨期间,深圳湾上更是惊现“龙吸水”。频繁出现的极端天气事件和城市内涝让深圳市民逐渐意识到了这个繁华的大都市实际上也危机四伏,是什么原因让这个年轻的城市在近年来遭遇如此多的极端天气?是全球气候变化的影响,抑或是城市化的气候效应?6月7日,南山博士论坛如期在南山图书馆举行。论坛邀请到深圳市国家气候观象台李磊博士,他以《混沌的大气与看海的深圳》为题,深入浅出地讲解了气候变化的原因。

人类“作孽”导致地球遭罪

“‘风起于青萍之末’,讲风从地方产生的时候,先从小草的头上轻轻地飞旋,最后才会发展成大风,通常用来比喻大的影响、大的思潮是从微细不易察觉之处萌发的。而‘蝴蝶效应’最早是由美国气象学家洛伦兹提出来的,这句话的意思是亚马逊丛林一只蝴蝶扇动翅膀,两周后就会在得克萨斯州引起龙卷风。这句话被用来描述混沌的系统。混沌系统是这么定义的:一个初始条件非常微小的变化经过发展,会导致整个系统面目全非。蝴蝶效应也称为目前为止唯一一个来自于气象科学,却被其他学科所接受和借鉴的理论。”李磊提到,洛伦兹提出用3个变量就可以构成一个混沌系统。大家可能对一本著名的小说《三体》有印象,《三体》讲的就是有3个恒星的星系,行星绕3个恒星转,所以轨道是混沌的,行星的环境经常在适宜生命生存和不适宜生命生存之间快速转换,侥幸生存下来的文明到地球来找更适合他们生存的环境。真实的大气所受到的影响太多了,包括太阳、海洋、冰川、河流以及人类的活动,甚至火山等,可以说大气是一个包含了上万个变量的超级混沌系统,这些混沌系统综合表现出来的结果就是天气。

根据相关统计报告,可以看到从1880年到2012年,全球平均气温上升了0.85℃,并且这种升温的趋势在全球大多数有观测点的位置都可以观察到,只有很少的地区,比如大西洋北部和美国中南部不到10%的区域呈略微下降趋势,这是与洋流、季风有关,但全球变暖的趋势毋庸置疑。
   “全球变暖90%以上是人类活动造成的,是人类自己作孽,但遭殃的是整个地球的生态环境。在高原或南极地区,冰川消融得非常迅速。”李磊表示,人类“作孽”导致地球遭罪。这几年整个地球都遭受到了越来越多的极端天气,包括干旱、高温、暴雨、大风、雷暴、洪涝、沙尘暴、龙卷等。在气候变化面前,每个人都不可能独善其身。


      城市化对天气产生巨大影响

       李磊表示,深圳的人口变化翻天覆地,早期只是一个小渔村,当时整个宝安县只有几十万人,到2000年前后就超过了香港,现在深圳的人口已超过1000万,这种快速的城市化是多么惊人。
       这种快速城市化到底会对气候产生什么影响?李磊表示,在上世纪六七十年代,深圳跟香港相比是一个农村,香港的气温比深圳气温高一摄氏度。随着改革开放,深圳城市化进程的加快,不仅GDP和人口迎头追上,气温也迎头追上,30多年内平均气温上升了1.63℃,可见城市化的威力多么巨大。
      “1978年以前,深圳每年灰霾日数在0和1之间震荡。随着城市化进程的加快,能源消耗、污染物排放等等,使灰霾日数急剧上升。到2004年,深圳的灰霾基本到了让人忍无可忍的地步,那一年有186天的灰霾日,创造了深圳历史的最高峰。但从那以后,深圳提出了一些比较好的政策,包括腾笼换鸟、经济转型、创新发展等。”李磊说,近十年来,深圳的灰霾日呈下降趋势。          气候变暖是极端天气变多的主因
       为何气候变暖的背景下,极端天气越来越多呢?李磊表示,所谓气候的本质是太阳辐射与地球反射能量平衡下的一种状态。现在由于温室气体增多了,原来的能量平衡被打破了,要建立新的能量平衡就必然会有剧烈的震荡。全球气候变暖肯定是气象灾害越来越多的主要原因之一。
      “如何防御灾害性天气?遇到大雨,一定要远离低洼地区、边坡、河道、岸边。如果不小心到了涵洞,一定要记得尽快撤离,因为涵洞是低洼地区,水汇集的速度非常快,让你来不及反应。遇到大风要远离塔吊、广告牌等。阳台上的物品要注意收纳,而且要紧固,不要对别人造成伤害。”李磊表示,作为一个深圳市民,还是要关注一下深圳市气象局的官方网站,了解气象预警信号的含义和防御措施。如果大家减缓温室气体的排放,气候变化的脚步应该会渐渐放缓。


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