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全球氣候變暖應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略的異樣思考

2009-12-11 17:08:00 中國(guó)能源網(wǎng)

中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員任振球

本人自1973年以來(lái),圍繞全球變化的成因及其后果,從天地生人綜合整體研究出發(fā),開展了長(zhǎng)達(dá)47年的反復(fù)堅(jiān)持研宄。所得的結(jié)論,與國(guó)內(nèi)外主流科學(xué)家(科學(xué)共同體)的共識(shí),在多個(gè)方面有著不同的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)在,依據(jù)胡錦濤總書記關(guān)于尊重自然的思想,本著實(shí)事求是和講真話的精神,提出來(lái)同有關(guān)科學(xué)家、經(jīng)濟(jì)學(xué)家和管理學(xué)家以及有關(guān)的政府官員,共同切磋和研討。也可能在某些地方有不妥之處,需要共同商議。

(一)對(duì)當(dāng)代全球氣候變暖原因的認(rèn)識(shí)當(dāng)代全球氣候在變暖,己是不爭(zhēng)的事實(shí)。但是在不少重要問(wèn)題上,至今仍然存在著不同的甚至對(duì)立的認(rèn)識(shí)。

(1)全球碳循環(huán)遺留固體地球本身自然排放的重大失誤由世界氣象組織和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署聯(lián)合建立的政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)迄今公布的四圖1.南極冰芯氣泡顯示的16萬(wàn)年來(lái)甲垸和CO2與大氣溫度的關(guān)系次評(píng)估來(lái)看,“自1750年以來(lái),排放到大氣CO2大約三分之二來(lái)自化石燃料燃燒,三分之一來(lái)自土地利用變化”(1)早在IPCC的第一次評(píng)估報(bào)告中給出的16萬(wàn)年以來(lái)南極冰芯中顯示的大氣溫度和甲烷、二氧化碳濃度變化的關(guān)系(圖1)(2)由圖中可見,16萬(wàn)年以來(lái),大氣的溫度變化與溫室氣體的變化,兩者之間有著相當(dāng)好的同步演變關(guān)系。從而表明,正如評(píng)估報(bào)告所說(shuō)“溫室效應(yīng)是真實(shí)的”。但評(píng)估報(bào)告接著又說(shuō)“根據(jù)已被確認(rèn)的科學(xué)原理,人們對(duì)它已很了解”,這就發(fā)生了錯(cuò)覺(jué):圖中所反映的事實(shí),在1萬(wàn)年至16萬(wàn)年前,那時(shí)地球上的人類極少,還沒(méi)有如今人為工廠溫室氣體的排放。因而圖1中所反映的大氣中的溫室氣體變化,只能是自然界本身的原因而并非人為原因所致。這是一個(gè)重要的誤讀。圖中只能表明:自然界本身固體地球排放溫室氣體是十分重要的,而不能直接說(shuō)明是人為的溫室效應(yīng)。而且,圖中在14萬(wàn)年附近的約1萬(wàn)多年間的二氧化碳的增幅與近1.5萬(wàn)年間的增幅大體相當(dāng),顯示近期大氣二氧化碳濃度的增加不宜完全歸結(jié)為人為溫室效應(yīng)所致。須知白堊紀(jì)時(shí)代的氣溫比今高十幾度,那時(shí)的大氣中二氧化碳的濃度甚至比現(xiàn)今要高出十幾倍,那時(shí)大氣二氧化碳濃度的變化,只能更是完全由自然界本身原因所引起。因此,近20年來(lái)在討論地球上的碳循環(huán)時(shí),不考慮固體地球內(nèi)部溫室氣體排放,是不應(yīng)該的。

(2)近現(xiàn)代全球氣候變暖的天文學(xué)原因近100多年來(lái)全球氣候的變暖,除大氣中人為溫室氣體的濃度增加外,依據(jù)本人的研究,在千年時(shí)間尺度上(準(zhǔn)周期為1000~1400年,由八大行星地心會(huì)聚時(shí)地心張角甚小的力矩效應(yīng)引起),目前正處在17世紀(jì)小冰期剛過(guò)300年后的21世紀(jì)至23世紀(jì)的溫暖時(shí)期,因而更加不可將當(dāng)代氣候變暖歸結(jié)為主要由人為溫室效應(yīng)而引起。再則,在整個(gè)的20世紀(jì)內(nèi),地球自(千年)轉(zhuǎn)和北半球氣溫的準(zhǔn)60年周期變化有著相當(dāng)一致的同步演變關(guān)系。80年代開始的快速增溫,正發(fā)生的地球自轉(zhuǎn)準(zhǔn)60年周期的加快時(shí)期。因而天文因素是相當(dāng)重要的。當(dāng)代氣候變暖應(yīng)當(dāng)歸結(jié)為由自然因素加上人為原因而造成。可是,現(xiàn)代氣象學(xué)和地球科學(xué)等學(xué)科,除太陽(yáng)活動(dòng)、地球軌道參數(shù)外,其他天文因素均不考慮。這是不妥的。

并且,早在上世紀(jì)80年代,國(guó)際科聯(lián)制定了以研究全球變化為對(duì)象的“國(guó)際地圈-生物圈計(jì)劃”。

首先提出研究全球變化思想的國(guó)際地質(zhì)地球物理學(xué)會(huì)前任主席GeorgeGarland,在1982年國(guó)際科聯(lián)19屆全會(huì)上提出:“今天,我們對(duì)影響地球及其周圍環(huán)境的物理過(guò)程之間的關(guān)系有了較完整的認(rèn)識(shí)。但是,現(xiàn)在尚未揭開的許多奧秘都同這些物理過(guò)程與生物過(guò)程,包括人類本身的相互作用有關(guān)”?,F(xiàn)在看來(lái),其中第一句話是不正確的。迄今人們對(duì)影響地球及其周圍環(huán)境的物理過(guò)程之間的關(guān)系還很不清楚;例如,最近莫拉克臺(tái)風(fēng)在南臺(tái)灣造成“8.8水災(zāi)”的罕見災(zāi)難,其原因還不清楚;多個(gè)氣象臺(tái)連正面襲擊臺(tái)灣都報(bào)不出來(lái);國(guó)內(nèi)外主流地震學(xué)家甚至一致認(rèn)為“短臨地震不可預(yù)報(bào)”??梢?,迄今人們對(duì)于自然界客觀規(guī)律的了解,仍然知之不多。

(二)全球氣候變暖的后果對(duì)中國(guó)和許多發(fā)展中國(guó)家的好處大于壞處由圖2可見,中國(guó)處在夏季風(fēng)盛行區(qū),更是全球中一年四季最典型的地區(qū)。在夏季風(fēng)的盛行地區(qū),隨著全球氣候的變暖,夏季風(fēng)比較強(qiáng)盛,從而可以使水汽伸入到內(nèi)陸的半干旱和沙漠邊緣地區(qū)降下大量降水,連沙漠都可以變?yōu)楣磐寥馈?/p>

圖2.世界夏季風(fēng)分布圖陰影為夏季風(fēng)(Ramage,1971)

圖3.陜西榆林含古風(fēng)成沙地層、洛川黃土地層的演變(董光榮等,1983)如圖3至圖6所示。由圖3中國(guó)黃土高原(洛川)

的黃土---古土壤地層系列可見,在近100萬(wàn)年來(lái),該地發(fā)生過(guò)多次沙漠化(風(fēng)成沙)、半干旱(黃土)和較濕潤(rùn)(古土壤)時(shí)期的多次交替。距今8000年前左右的溫暖時(shí)代曾出現(xiàn)黑壚土的偏濕階段,而在末次冰期出現(xiàn)了較厚的風(fēng)成沙階段。

由圖4可見,南亞次大陸印巴交界的塔爾沙漠地區(qū),在末次冰期,沙漠的范圍比現(xiàn)今大為擴(kuò)展;在距今1萬(wàn)年~9500年前和5000~3800年前為濕潤(rùn)期;在距今3800~3500年前,氣候變干;在距今3000年前以后,氣候變得相當(dāng)干燥。而在溫暖時(shí)代,夏季風(fēng)的雨量增加。

圖4.南亞印巴交界塔爾沙漠在末次冰期以來(lái)夏季風(fēng)的雨量變化據(jù)倫卡蘭薩、拉賈斯坦花粉資料計(jì)算(Bryson等,1977)

再?gòu)膬汕陙?lái)中國(guó)新疆塔克拉瑪干地區(qū)古文化空間遷移與中國(guó)溫度變化(年)來(lái)看(圖5),新疆塔克拉瑪干地區(qū)古文化的大規(guī)模變遷期,全都發(fā)生在寒冷期,如樓蘭故圖5.近2000年來(lái)南疆塔克拉瑪干地區(qū)古文化空間遷移和中國(guó)溫度變化的對(duì)比城的廢棄,發(fā)生在魏晉南北朝的寒冷期。而古文化的相對(duì)穩(wěn)定期,均出現(xiàn)在暖期。

圖6.世界沙漠分布(Sarnthein,1978)

a---現(xiàn)今;b---18000年前;c---6000年前。w為濕潤(rùn)氣候;斜影區(qū)為沙漠。從全球三個(gè)不同時(shí)期的世界沙漠分布(圖6)來(lái)看,在末次冰期,亞、非、拉、澳世界沙漠大規(guī)模擴(kuò)展;而在6000年前全新世溫暖期,上述地區(qū)均比現(xiàn)今要濕潤(rùn);而在美國(guó)中部也為一塊沙漠(冬季風(fēng)區(qū),以冬春降水為主)。

IPCC第四次評(píng)估第一小組聯(lián)合主席秦大河院士,在一次“消退的冰川----氣候變化與冰凍圈”的講座中稱:到21世紀(jì)末,人為溫室效應(yīng)引起全球氣候的進(jìn)一步變暖,冰川熔化將導(dǎo)致“中國(guó)西部的水塔消失”(大意)。然而,歷史的事實(shí)卻是:在6000年前的大溫暖期,那時(shí)的全球氣溫比今高2.5~3℃,與溫室效應(yīng)預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末的平均增溫幅度大體相當(dāng)。可是,當(dāng)時(shí)青藏高原湖面的海拔高度,均比現(xiàn)今要高出ENERGYREVIEWENERGYREVIEW2009-12能源思考808~61米;新疆的羅布泊和塔里木河,那時(shí)的水量都很大;塔克拉瑪干大沙漠當(dāng)時(shí)也大為縮小。

總之,全球氣候的變暖,夏季風(fēng)強(qiáng)盛,可以深入內(nèi)陸在那里引起較大的降水,導(dǎo)致中國(guó)大陸的大范圍地區(qū)植被茂盛、農(nóng)業(yè)發(fā)展、文明發(fā)展。這對(duì)中國(guó)是件大好事。例如,世界四大文明的誕生時(shí)代,都是出現(xiàn)在上述6000年前的溫暖時(shí)代。而全球氣候變暖對(duì)中國(guó)的主要壞處,在于部分沿海低洼地區(qū)可能要遭受海浸或部分淹沒(méi)(但可慢慢建筑防海侵堤壩加以防范),或者部分地區(qū)水患增加。但從總體來(lái)看,全球氣候變暖對(duì)中國(guó)和許多發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō),有可能是:其好處要大于壞處。不過(guò)其應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略,本人仍然主張要大力治污減排。因?yàn)楦鶕?jù)未來(lái)天文的參數(shù)變化,再過(guò)5萬(wàn)年左右,又將進(jìn)入新一輪冰河期。如果說(shuō),人為原因的溫室效應(yīng)確實(shí)有巨大作用的話,不妨可以留給子孫萬(wàn)代,到那時(shí)再去釋放。因此可以說(shuō),我們中國(guó)現(xiàn)在減少溫室氣體排放,實(shí)際上是犧牲氣候變暖對(duì)我們中國(guó)的巨大好處,去為國(guó)際其他的國(guó)家人民服務(wù)。

(三)應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略的新思維——優(yōu)先推進(jìn)清潔新能源和零排放技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化建設(shè)根據(jù)我們多位多學(xué)科交叉科學(xué)家的調(diào)研,從實(shí)踐檢驗(yàn)出發(fā),發(fā)現(xiàn)當(dāng)前國(guó)家和全球最緊迫的能源問(wèn)題,在國(guó)內(nèi)有不少交叉科學(xué)家獨(dú)自開發(fā)了多項(xiàng)無(wú)污染的新能源或零排放的創(chuàng)新技術(shù),亟待推動(dòng)其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,預(yù)期將會(huì)帶來(lái)極好的環(huán)保效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效益,爭(zhēng)取為建設(shè)綠色環(huán)境和綠色地球做出重要貢獻(xiàn)。并在科學(xué)上帶來(lái)新鮮的科學(xué)新思維。

(一)國(guó)內(nèi)獨(dú)創(chuàng)的綠色新能源(1)高效率太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)。為山西省侯馬市關(guān)宏勤發(fā)明。他不僅用陽(yáng)光和自然光發(fā)電,而且陰天下雨也可發(fā)電。到目前為止,國(guó)際上對(duì)陽(yáng)光的利用率很低,一般利用12%已是高的了,據(jù)稱日本利用率最高可達(dá)20%。據(jù)關(guān)宏勤稱,他發(fā)明的太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)的利用率可達(dá)30%以上,還有可能爭(zhēng)取到40%。他僅花費(fèi)8000元,制成一臺(tái)電視機(jī)大小,放在陽(yáng)臺(tái)上,每天可發(fā)電2000瓦,供全家所有用電,已使用7年。如有產(chǎn)業(yè)化投資,其效益將十分巨大。

(2)甜高梁生物能源系列循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

由北京綠天力國(guó)際生物能源技術(shù)研究院創(chuàng)立。

甜高梁適宜在鹽堿地和沙漠邊緣種植,只需有適當(dāng)?shù)乃?。因而不僅不與糧爭(zhēng)地(種子上天育種,已是第三代),而且制成的乙醇(酒精),加進(jìn)一種添加劑后,可以百分之百代替汽油(實(shí)際上變成一種醇?xì)淙剂?。目前?guó)際上以巴西為最好,添加30%乙醇,汽油仍占70%),并已在海南島通過(guò)環(huán)島實(shí)驗(yàn)獲得成功。利用剩下的秸渣,又開發(fā)了無(wú)污染中高檔紙張;又是極好的飼料(牛特別愛吃)和肥料;最后,剩下的水又可提煉成改造沙漠的木質(zhì)素。甜高梁秸桿還是理想的輕型防震建筑用材和高檔宜居(可回歸自然)

的建筑材科。它還是一項(xiàng)富民工程、就業(yè)工程和縮小工農(nóng)差別、城鄉(xiāng)差別的新型農(nóng)村發(fā)展方向,因而它不愧為可以為解決三農(nóng)問(wèn)題和建設(shè)新型農(nóng)村的一項(xiàng)重要舉措。順帶說(shuō)明:過(guò)去宣傳的“水變油”,實(shí)際上是油和水加進(jìn)一種添加濟(jì),早被打成“偽科學(xué)”,現(xiàn)在日、美等國(guó)也已搞成,而我國(guó)至今還未予平反。

(3)云南大學(xué)化學(xué)家王家玉教授利用大自然中取之不盡用之不竭的碳、氫、氧、氮資源中,探索用石灰石加水等,進(jìn)行科學(xué)合成,制成新型燃料替代汽油和柴油。2006年獲得成功,己經(jīng)國(guó)家石油產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心和云南省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心檢定合格,并在各類車輛上多次反復(fù)試用,均證明是一種新燃料,完全可以替代現(xiàn)有使用的汽油、柴油。由于環(huán)保效應(yīng)良好,被聯(lián)合國(guó)命名為“環(huán)境友好產(chǎn)品”。為人工合成新能源開辟了新途徑。急待資金投入和納入國(guó)家石油營(yíng)銷系統(tǒng)。

(4)攻讀核物理出身的徐業(yè)林分配到中科院生物物理所后,發(fā)現(xiàn)大學(xué)物理學(xué)講的是只能從有序到無(wú)序,而生物界的實(shí)際情況卻是從無(wú)序到有序、從低級(jí)有序向高級(jí)有序發(fā)展。他捉摸了一輩子,后來(lái)發(fā)明了一種微電子器件---無(wú)偏二極管,其原理是以部分降低環(huán)境溫度為代價(jià),將環(huán)境溫度中的熱運(yùn)動(dòng)(布朗運(yùn)動(dòng))的無(wú)序力,轉(zhuǎn)變成有序的電流。從而開發(fā)出一種可以取之不盡、完全沒(méi)有污染的新型能源,同時(shí)在理論上又突破了宏觀孤立系統(tǒng)的熱力學(xué)第二定律。卻被何祚庥、方舟子打成“違背科學(xué)常識(shí)”的“永動(dòng)機(jī)”。此種微電子器件己經(jīng)歷數(shù)百次試驗(yàn)均獲成功,己可帶動(dòng)一塊秒表。近來(lái),他又通過(guò)南方溫暖海水,試驗(yàn)開發(fā)海水內(nèi)能制成發(fā)電機(jī),也已成功。

(5)滿永久先生多年潛心研究成功的SM型系列燃油節(jié)能劑,是一種合成液態(tài)油料添加劑。具有高度導(dǎo)油導(dǎo)水性能,使油分子團(tuán)細(xì)化,做到油水復(fù)合,增加活性燃燒能力(二次爆炸原理)。如600公斤原油、柴油、重油、渣油,加400公斤水,再加1公斤SM節(jié)能劑,即可成新型復(fù)合油。這種油閃點(diǎn)低、易點(diǎn)火、熱效高,油分子充分燃燒,提高了燃燒的時(shí)間和質(zhì)量,大大減少積炭,延長(zhǎng)機(jī)械壽命??墒谷加偷臒焿m排放濃度降低64-70%,二氧化碳降低69.3%,一氧化碳降低88%,林格曼顯度降低78.9%。如能在全國(guó)推廣,每年可節(jié)省數(shù)千萬(wàn)噸石油。

(6)不燃油電容充放電發(fā)電機(jī)。

由云南莫仕君先生采用永磁鐵釹硼作定子,和一種特殊的設(shè)計(jì),將電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)在同軸、同鐵心、同磁場(chǎng)有機(jī)組合成一體,用兩個(gè)12瓦的直流電啟動(dòng)后,可以一直發(fā)電下去,直至軸斷。

(7)深部無(wú)機(jī)天然氣。

核工業(yè)北京地質(zhì)研究院杜樂(lè)天研究員提出巨大油氣資源主要來(lái)自地幔放氣的理論。據(jù)他估算,僅在渤海下面10~12公里處由地幔上來(lái)的天然氣儲(chǔ)量約為30萬(wàn)億立方米,而現(xiàn)今探明的全國(guó)天然氣總儲(chǔ)量?jī)H為3萬(wàn)億立方米。并且我國(guó)類似的地區(qū)尚有十余處。杜研究員早在90年代提出了開采深部天然氣的具體方案,近來(lái)也已通過(guò)專家評(píng)審。如果開展此項(xiàng)試點(diǎn)工程得以成功的話(最好能找到其上面部位較淺的的氣囊),那么,我國(guó)能源嚴(yán)重不足的局面有可能從根本上得到改觀。

(二)汽車尾氣零排放技術(shù)由廣東張?jiān)9飧呒?jí)工程師發(fā)明。他采用一種特殊的機(jī)械裝置,可以將汽車的污染尾氣實(shí)現(xiàn)零(微小)的排放,已通過(guò)實(shí)際應(yīng)用的考驗(yàn)。其原理有可能屬于零點(diǎn)真空能的卡西米爾力效應(yīng)。根據(jù)撓場(chǎng)理論,真空態(tài)的能量極大,每立方厘米其能量高達(dá)1095克(由質(zhì)能關(guān)系式轉(zhuǎn)換)。此項(xiàng)技術(shù)有可能涉及將廢氣物質(zhì)轉(zhuǎn)換為真空態(tài)暗能量。也有可能是,通過(guò)雙螺旋途徑轉(zhuǎn)化為引力能問(wèn)題。

最近,美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文稱:美國(guó)能源部要搞諾貝爾獎(jiǎng)水平的新能源。美國(guó)己用氧化鈦管將CO2和水加上陽(yáng)光,實(shí)現(xiàn)了人工光合作用的有機(jī)能源。國(guó)內(nèi)外一些前沿科學(xué)家認(rèn)為,開發(fā)真空能量,有可能成為未來(lái)開發(fā)新能源的頂級(jí)方向。本人曾通過(guò)論證,提出宇宙中在宇觀和微觀之間存在著時(shí)間、空間、質(zhì)量、能量連乘等于常數(shù)的總守恒假設(shè)。當(dāng)某兩項(xiàng)不變時(shí),其他兩項(xiàng)可以相互轉(zhuǎn)換。當(dāng)前和未來(lái)的嶄新科學(xué)理論及技術(shù)正在突飛猛進(jìn)。利用不同物質(zhì)態(tài)的相互轉(zhuǎn)化以及時(shí)空質(zhì)能相互轉(zhuǎn)化問(wèn)題,在開發(fā)新能源和礦產(chǎn)新資源的創(chuàng)新科技中,有可能成為一個(gè)新的亮點(diǎn)。

(三)出臺(tái)特殊政策,大力推進(jìn)綠色新能源產(chǎn)業(yè)建議中央出臺(tái)專門的特殊政策(包括搶救這方面的年老“國(guó)寶”),設(shè)置專項(xiàng)計(jì)劃,撥出專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)予以支持;或者組建民辦公助的新能源風(fēng)險(xiǎn)基金(利于有效監(jiān)督、防止腐敗)。采取成熟一個(gè)、支持一個(gè)的穩(wěn)妥辦法進(jìn)行;并且必須嚴(yán)格堅(jiān)持以實(shí)踐檢驗(yàn)為最高標(biāo)準(zhǔn),以及由已有重要交叉創(chuàng)新成果的多學(xué)科交叉科學(xué)家、知識(shí)面廣博的宏觀科學(xué)家、高層次管理科學(xué)家和經(jīng)濟(jì)學(xué)家,為主進(jìn)行評(píng)議和決策。

注:本部分由以下作者完成:任振球(中國(guó)氣象科學(xué)研究院研究員)

朱建國(guó)(總參三部研究員)

嚴(yán)谷良(國(guó)家發(fā)改委高級(jí)工程師)

何民新(中國(guó)通用技術(shù)總公司研究員)

參考文獻(xiàn):(1)政府間氣候變化專門委員會(huì)第四次評(píng)估報(bào)告第一工作組的報(bào)告,氣候變化2007:自然科學(xué)基礎(chǔ),25頁(yè)。

(2)世界氣象組織/聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署政府間氣候變化專門委員會(huì),氣候變化,政府間氣候變化委員會(huì)1990年和1992年的評(píng)估,第68頁(yè)的圖4。

(3)任振球,全球變化??茖W(xué)出版社,1900,102~131頁(yè)。

(4)符淙斌,全球變化的研究----國(guó)際地圈-生物圈計(jì)劃。1988。

(5)新疆文物考古所王炳華等,塔克拉瑪于沙漠歷史時(shí)期人類活動(dòng)與環(huán)境變化關(guān)系。1993。




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責(zé)任編輯: 張磊