复旦大学 宋伟民
世界气候正在发生着变化。过去的半个世纪以来， 全球平均温度已经改变到了一定程度。这种变化明显不同于历史上所观察到的自然背景的变化。过去50年的气候变暖几乎是过去100年的2倍。全球平均气温从1850年～1899年到2001～2005年已经上升了0.76℃。二氧化碳平均浓度从工业革命前的280ppm（1ppm=1.96mg/m3）增加到2005年的397ppm。这一浓度远远超过了过去65000北京青年影评年来的自然变化范围。分析和探索全球气候变化的原因，研究其对人健康影响和危害，采取适当的应对策略和措施已经成为当代环境卫生学所涵盖的重要内容。 一、全球气候变暖及其原因
就自然因素而言，气候系统的能量基本上来自太阳，因此太阳能量输出的变化被认为是引起气候变化的一种辐射强迫，即太阳辐射的变化是引起气候系统变化的外因。另一个影响气候变化的自然因素是火山爆发。火山爆发之后，向高空喷放出大量硫化物气溶胶和尘埃，可以到达平流层高度。它们可以显著的反射太阳辐射，从而使大气层下层的大气冷却。除了自然
因素外影响气候系统的就是人类的活动。人类活动引起的全球气候变化主要是燃烧化石燃料，硫化物气溶胶浓度的变化，陆面覆盖和土地利用的变化（如毁林引起的大气中温室气体浓度的增加）等。 所谓温室效应（green house effect）是指由于地球表面大气层和地表这一系统既能让太阳辐射透过而达到地面，同时又能阻止地面辐射的散失，使地表始终维持着一定的温度，产生了适于人类和其他生物生存的环境。形成了大气对地面的这种保护作用。许多科学家都认为，温室气体的大量排放所造成温室效应的加剧是全球变暖的基本原因。大约到达地球的2/3太阳能被吸收，使地表加热。热再返回大气层，被温室气体，如二氧化碳所吸收。没有温室效应气体，地球是非常寒冷的，平均温度仅为-19℃，人类将无法在这样的地球上生存。正是由于二氧化碳、甲烷以及其他自然界产生的温室气体，如人类活动等产生温室气体，捕捉了有可能返回空间的地球表面的热量，才使得地球表面不至于如此寒冷。 所谓温室效应气体是指大气中能吸收长波辐射的物质，除二氧化碳外，还有水汽、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氯氟烃、微尘粒等。通常把CO2、CH4、N2O、SO2、O3和CFCS等称为温室效应气体。温室气体的来源包括向大气排放的各种温室气体、气溶胶、或温室气体前体物的过程或活动。如燃烧过程、农业生产活动等。这些活动向大气排放了CO2、CH
4、SO2等。人类活动排放的温室气体中对气候变化影响最大的是二氧化碳。它产生的增温效应占所有温室气体总增温效应的63%。
近百年来全球的气候正在逐渐变暖，与此同时，大气中的温室气体的含量也在急剧增加。由于人类在生产和生活活动中大量地使用了化石燃料，使得大量二氧化碳进入大气层，导致大气中二氧化碳浓度快速增加。从上一个冰期到工业纪元前，地球表面二氧化碳从180ppm上升到了280ppm。这使得地球表面温度平均上升了4℃。自从工业纪元以来，大气中二氧化碳浓度在280ppm基础上增加了30%。当今大气中的二氧化碳浓度已达到了387ppm，加上其他温室效应气体，所达到的二氧化碳当量浓度已达430ppm。以20世纪90年代排放速率估计，到21世纪中叶，大气中CO2浓度将达560ppm，为工业革命前的2倍。其他温室气体也将同时增加。而大气中CH4 的浓度在过去300年间大致以指数形式增加,近年来每年大约以0.15% 的速率递增。据估计，大气中CH4将达2.5ppm（1ppm=0.71mg/m3）,是1950年的2倍，N2O也以每年3.9*106t的速度递增。 而每摩尔CH4的温室气体当量是CO2的21倍，每摩尔N2O的温室气体当量是CO2的200华沙公约倍。IPCC估计，到2050年大气中二氧化碳当量浓度可达550ppm～700ppm，到2100年将达到650ppm～1200ppm。这些二氧
化碳将大量的热存储在较低的大气层中。人为的温室气体排放是全球温室气体增加并导致全球气温的升高主要因素。1906年年至2005年间，全球平均气温升高了0.74℃，过去的60年间北半球的平均气温能为过去奇案秘录1300年来最高。
据预测,如果温室气体以目前排放速率持续下去,地球表面的气温则有可能每10年上升0.12℃，100年后的全球平均温度将大约增加2℃。
全球气候变暖过程中产生热量到哪里去了？美国国家海洋与大气管理局发布的《2009年气候状况报告》表明，93.4%进入大海，而2.3%进入陆地，剩下的进入冰川或冰盖。过去的50年全球地表气温上升了0.56 ℃,其中陆地上升了0.7 ℃, 海洋仅上升了0.5-0.6 ℃。从1979年算起, 海洋的增温率是陆地的中国公路学报2倍。随着海洋温度的升高，海水对CO2的溶解能力会减少。因此，其吸收CO2的量会变得越来越少。另外，甲烷作为一个重要的温室气体，其能力是CO2的20倍。据估计，目前在西伯利亚冻土层下所封存的甲烷其捕捉长波辐射的当量相当于人类活动70年里所排放的温室气体的量。据IPCC估计，到2100年地球温度将升高1.8℃～4.0℃。由于地球目前已处在温暖期，因此如果地球温度平均比工业纪元前增加2℃的话，预计将对人类健康、经济基础和环境将产生破坏性的影响。地表温度的升高将产生
一系列反馈影响。例如，北极冰雪的融化。冰如同一面镜子，其将射到地面90%的热量反射回了大气层。随着冰雪的融化，这种反馈将大大减少，这就增加了地面热量。早在20世纪70年代初，北极“夏季融冰水翼”的面积以每10年7%的速度在减少。自20世纪80年代末90年代初起，大量北极浮冰就被风吹出北冰洋进入大西洋，随后又向南漂流最终融化。1979年起，人类开始使用卫星监测北冰洋夏季冰面的面积，目前这一数字已低于多年来的平均值。2005年是有记录以来北极夏季冰面覆盖面积最小的一年，2006年位列倒数第二。美国国家冰雪资料中心报道，夏季的北极圈面积正在快速的缩小，即在过去的30年中每10年缩小10%。北极冰面已经消融约9.8万km2，相当于美国阿拉斯加的面积。由于浮冰之间的距离变大，北极熊觅食已受到影响，导致它们在海水中游的距离越来越远。由于气候变暖导致全球冰川消融，致使海平面升高可能会导致灾难性后果。据IPCC数据，海平面上升的速度正在加快。1993年至2003年间，全球海平面平均上升速度为0.1英寸/微核试验年，是1961年至2003年平均速度的近2倍。
根据2007年IPCC关于气候变暖的结论，气候变暖的发生是不容置疑的，其主要将影响到人类活动。一个变暖的且不稳定的气候将导致更为极端的天气事件、洪水和干旱、水体和空气污染，并进而影响人类的健康。海平面增加会增加沿海洪涝灾害，导致人口迁移。全
球一半以上的人口现在居住在沿海60公里范围内。某些易受影响的地区是埃及尼罗河三角区，孟加拉国的恒河-雅鲁藏布江三角区，以及很多小的岛屿，如马尔代夫，马绍尔岛和图瓦卢（太平洋岛国）。
我国气候变暖趋势与全球基本一致。近百年来，我国年平均气温升高了0.5℃～0.8℃， 略高于全球同期增温平均值。近50年变化更为明显。从地理分布看，西北、华北和东北地区气候变暖明显，而长江以南地区变暖趋势不显著。从季节上看，冬季增温最为显著。从1986年到2005年我国连续出现了20个暖冬。从1995到2006年12年中的11年，占据了1850年代有记录以来的最温暖的12个年份中11个。
对我国1956-2008年极端气温事件变化特征研究表明，我国绝对冷指数呈减少趋势，而且这种趋势自20世纪80年代中后期开始显著。而暖指数则主要表现为增加趋势。对1961～2007年我国47年逐日温度资料分析表明，春季和夏季提早，秋季和冬季推迟，该现象在21世纪初表现最为明显。另外发现，20世纪60～90年代，我国极端低温事件发区域在不断缩小。在1960～2005的45年间冬季大于10℃降温事件呈减少趋势。20世纪80年代以来发生强寒潮和中等寒潮比例逐渐减少，而发生弱寒潮比例则明显增加。
全球气候变暖已是不争的事实，因此关于大气中CO2浓度翻倍后对气候变化的影响可能以下几个方面的预测：①全球气温将平均升高1.5℃～4.5℃，由此会引起一定程度的全球温度带位移；② 最低温度的增幅要比最高温度的大，夜晚温度增幅比白天大。冬季温度增幅比夏季的明显；③全球降雨量将有所增加，但不同区域和不同季节会有很大差别；④由于气候变暖会使蒸散的水分远大于降雨量增加的量，因此，在中纬度内陆地区夏季干旱将明显增加。
二、气候变暖对健康影响
全球气候变化对自然生态和人类健康产生了巨大的影响。 世界卫生组织（WHO）认为，全球气候变化是21世纪人类健康面临的最大挑战。大部分IPCC最近的报告证实，有大量的证据表明，人类正在受到全球气候变暖的影响，这种影响表现在很多方面。气候变异和变暖正通过自然灾害、热浪、洪水和干旱引起死亡和疾病， 此外，很多重要的疾病对气温和降水是非常敏感的。这些疾病包括常见的虫媒传染病如疟疾和登革热以及营养不良和腹泻等。气候变暖已经影响到了全球疾病负担，且预期这一负担在未来还会加重。
全球气候变化对人类健康影响的研究始于20 世纪80 年代末和90 年代初，主要关注气候变
化与极端气象事件如热浪、寒潮等关系。从热带到南北极，气候和天气对人类生活具有强大的直接和间接影响。
20世纪90年代，与天气相关的自然灾害在全球范围造成约60万人死亡，其中约95%发生在贫穷国家。自1995 年以来，逐步开始关注自然气候变化对传染病年际变化等人体健康的影响，开展不同规模城市的逐日天气变化和死亡率之间关系的研究，运用各种模式进行气候变化对疾病传播影响的模拟研究。2000年世界卫生组织（WHO）估计，气候变化可能导致全球超过15万人死亡及550万伤残调整生命年的损失，其中88%以上都发生于5岁以下儿童。气候变化对健康的主要影响有直接的影响和间接的影响。包括高温中暑和机体脱水；心脑血管疾患和呼吸道死亡率增加；气候变暖加剧大气污染物的反应，增加了大气污染程度；提高了病媒的传播能力，增加了介水传染病、食源性传染病和虫媒传染病如疟疾等传染病发病和死亡；洪涝风暴等自然灾害导致食品供应短缺，继而引起营养不良等发生增加。表1 总结了与气候变化有关主要健康影响。
表1 气候变化对健康的影响
健康影响 | 已知的天气和气候变化 |
心脏危害 大气污染相关性死亡率和患病率 天气灾害对健康的影响 蚊子传播性疾病、蜱传播性疾病（如疟疾和登革热等） 经水和食品传播的疾病 | 高温和低温对冠心病死亡的影响 热相关疾病和热浪引起的死亡 天气对大气污染物浓度的影响 天气对空气过敏原的分布、季节性变化和产生的影响 洪水、山崩和暴风雨所引起的直接效应（死亡和伤害）和间接效应（传染病、食品供应短缺以及长期的心理性疾病） 高温缩短了病媒生物体的发育时间并增加了对人的传播能力 提供了病媒生物需要的特殊气候条件（温度和湿度），保持了其传播性 重要的细菌性病原体的生存与温度密切相关 大雨能够影响病原微生物进入供水。介水传染病的暴发经常是由暴雨和洪水引起的 干旱导致水流减少可以影响水的可及性和水质（化学性和微生物的负荷） |
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