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近期,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布了第五次气候变化评估报告,以气候变化的事实—影响—适应—减缓为主脉络,深入、详尽地论述了在气候变暖情况下,全球环境、社会、经济等各方面受到的影响、未来将要受到的影响以及积极应对的措施,将对世界各国环境保护、经济结构调整、社会模式变化和生活方式转变等产生深刻影响。因而,深入分析和研究第五次气候评估报告关于环境问题的论述,对于我国在全球应对气候变化大趋势下有效改善环境质量,有着非常重要的借鉴意义。
气候变化对环境保护的影响
根据IPCC评估报告,1880年~2012年,全球海陆表面平均温度升高了0.85℃。全球尺度上的升温已然是科学事实,而温度升高的结论在区域层面上的表现并不一致,比如依然存在温度降低的区域。
污染治理和环境质量往往都体现在区域层面,而对于影响污染物扩散和空气质量的主要气象因素——降雨和地表风速,IPCC第五次评估报告并没有给出较为可信的结论性趋势。也就是说,在当前的认知水平下,全球温度升高并没有伴随着降雨和地表风速的整体趋势性显著变化。而对区域环境质量有着显著影响的往往是区域或者局部气象条件,因而,在全球气候变化大背景下,很难评估区域环境质量的变化趋势。
首先,区域空气质量(臭氧和细颗粒物(PM2.5))主要受排放水平(氮氧化物、二氧化硫等污染物)的影响,气候变化仅起次要作用,而且不确定性较大。
其次,观测和模拟证明,其他条件不变时,受污染地区的局地温度如果升高,会引发局地化学和排放正反馈,从而推高臭氧和PM2.5水平。在受污染地区,高温和高浓度臭氧有同时出现的情况,但是这种污染现象往往伴有静风条件。植物和土壤的NMVOC(非甲烷挥发性有机物)排放等,都会随着温度升高而升高,其排放增加会推高臭氧浓度。
第三,对于PM2.5,气候变化可能会改变其自然气溶胶源以及降雨对其的清除作用,但气候变化对于PM2.5的分布影响研究尚无可信度。气溶胶的自然源会随温度的升高而增加,特别是野火、粉尘和生物源二次有机气溶胶。同时,气溶胶会受到降雨的影响,降雨的增加会降低气溶胶浓度。热浪往往和较差的空气质量相关,气候变化提高了极端天气(如热浪)的发生频率,可能会加剧局地污染。
第四,气候变暖可能会恶化水质,尤其是人工淡水系统的水质,主要是温度升高导致强降雨和干旱频发。强降雨情况下营养物质和污染物的集中释放,干旱情况下污染物稀释能力降低,以及洪水情况下污染物处理设施的毁损等,都会恶化区域水质。对于湖泊和水库来说,区域温度升高导致暴雨径流,使得水质富营养化和藻类暴发。对于河流来说,地表径流突然增加,导致土壤中的污染物和营养物质进入水体,降低水质。在干旱和半干旱地区,温度升高降低了自然河流对于污染物的稀释能力。
此外,气候变化会改变污染物的分布和特征,从而对人体健康产生影响。尽管在全球尺度上,温度升高有利于臭氧平均浓度的降低,但在区域层面,尤其是在污染较为严重的地区,如城市及周边地区,温度升高会导致对流层臭氧浓度的升高。
减缓气候变化对环境保护的影响
2010年,全球温室气体排放量达到495亿吨二氧化碳当量,其中二氧化碳占73%,甲烷占20%,氧化亚氮占5%,其它含氟温室气体占2%。而当前全球年排放和累积排放趋势与控制升温1.5℃~2℃目标的排放路径依然有较大差别,未来更加激进的减缓气候变化措施将对环境保护产生较大影响。
第一,以降低温室气体排放为核心目标的减缓气候变化,会产生较为显著的污染物减排效果,对于发展中国家污染较为严重的区域,这种环境协同将更明显。但随着发展中国家的环境管理和环境标准越来越严格,减缓气候变化的环境效益将逐渐降低。应对气候变化对污染物减排和空气质量的影响程度,与已经实施的环境政策和管理的严格程度密切相关。例如,在二氧化硫控制比较宽松的地区,气候政策的二氧化硫协同减排效果比较显著。而在二氧化硫排放非常严格的地区,气候政策的二氧化硫协同减排效果可能接近于零。
第二,许多温室气体减排技术的应用可能会带来污染物排放的增加,可再生能源的推广和应用也会产生不容忽视的环境和生态影响。减缓气候变化的努力有时与污染物减排并不协调,例如,二氧化碳捕集与封存(CCS)可能会造成氮氧化物和氨气(NH3)排放增加,并且可能会影响地下水水质。发展可再生能源是减缓气候变化的重要途径之一,但许多可再生能源也有较为显著的生态和环境影响。例如,风电需要较大场地,而且猛禽和蝙蝠等会与风电设施发生撞击;水电的水坝会影响鱼类的洄游,而且对于河流有大规模影响,将对湿地、河流生物多样性及整个河流生态系统产生影响;核电也是低碳能源,但核燃料及核废料的处置仍是核电的重要环境隐患。
IPCC第五次评估报告提出了一个重要概念,即气候影响污染物。气候影响污染物不仅产生气候效应,也会污染环境,从而对人体健康产生影响。甲烷是重要的温室气体,同时也是区域人为对流层臭氧的前体物质,对人体健康、农作物和生态系统都有显著的负面影响。因而,甲烷减排不仅能有效减少温室气体,而且能降低由于臭氧导致的人体和生态系统健康损失。研究表明,如果联合国环境规划署(UNEP)和世界气象组织(WMO)提出的400项黑炭和甲烷减排措施得以实施,到2030年,其健康效益将非常巨大。
此外,许多重点领域的应对气候变化行动,会产生较为显著的环境健康效益。例如,交通领域的许多减排措施,不仅有利于降低温室气体,而且会减少污染物排放和缓解交通拥堵。英国伦敦的交通二氧化碳减排政策,其环境健康效益减少了7332伤残调整生命年/每百万人口。工业部门中,炼铝过程中的PFC减排,半导体生产过程中的PFC减排,都会提高工作环境质量,从而减轻对职工的健康影响。
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