水是生命之源。水不僅影響工農業發展,更是城市發展、人民生活的生命線。有研究表明,若全球升溫1.5 ℃ ,全球水資源短缺人口将增加4%;升溫2℃,全球水資源短缺人口将增加8%。
那麼,受氣候變化影響,與人類生産生活息息相關的水資源還夠用嗎?
地球上的水是如何循環的?
地球系統是由大氣圈、水圈、陸圈和生物圈組成的有機整體。水可在不同溫度條件下實現液态、氣态和固态之間的轉化,這就讓它成了地球系統中的“活躍分子”,在系統中以不同形式不斷地運動,加上太陽輻射和地球引力的外在動力,形成了地球上生生不息的水循環。
按照水存儲的圈層不同,水可分為地面水、地下水、大氣水和生物水等四個部分。
自然界的水在太陽輻射和大氣運動的共同驅動下,不斷從江河湖海等地和植物的莖、葉面等,通過蒸發或蒸散,以水汽的形式進入大氣圈,然後凝結成的水滴再以降水的形式降落到地球表面。到達地球表面的降水,一部分滲入地下,一部分則形成地面徑流流入江河湖泊,再彙入大海;還有一部分通過蒸發或蒸散作用回到大氣圈,或者以地下水形式流入江河湖泊。這就是地球水循環的簡化模型。
地球水文循環示意圖。圖片來源:世界氣象組織
我國極端日降水量事件頻次增加
水可在液态、氣态和固态之間任意轉換的特殊性,決定了它是受氣候變化影響最直接的因子之一。3月10日,世界氣象組織發布的《2019年全球氣候狀況聲明》(以下簡稱《聲明》)顯示,2019年是有儀器記錄以來溫度第二高的年份。自20世紀80年代以來,每個連續十年的氣溫都比1850年以來的前一個十年更熱。
中國是全球氣候變化的敏感區和影響顯著區之一,自20世紀中葉以來,中國區域升溫率明顯高于同期全球平均水平。
日益升高的氣溫必将引起水循環的變化,并對降水、蒸發、徑流、土壤濕度等造成直接影響,引起水資源在時間和空間上的重新分配以及水資源總量的改變。研究表明,氣溫每升高1 ℃,空氣中将能多容納7%的水汽。雖然,空氣中能容納多少水汽是人們不易直觀感受到的,但降水的變化卻是容易覺察的。
觀測數據表明,氣候變暖影響着降水量的空間和時間分布。在中高緯度地區和熱帶地區一般呈現出降水增加的趨勢,而副熱帶地區一般呈現出降水減少的趨勢。這就可能緻使幹的地方越幹,濕的地方越濕。
對中國而言,1961至2018年,中國平均年降水量呈微弱的增加趨勢,但年降水日數呈顯著減少趨勢,年累計暴雨站日數和極端日降水量事件的頻次均呈增加趨勢,這意味着城市内澇、洪澇災害等風險會增加。
同時,數據顯示,我國區域幹旱事件頻次亦呈微弱上升趨勢,幹旱風險增加。
中國海平面上升速率高于全球
海水比熱容較大,90%以上的全球變暖熱量都儲存在了海洋中,氣候變暖無疑會對整個海洋産生巨大影響。氣溫升高緻使海洋熱膨脹、冰川與冰蓋融化、陸地水儲量變化等,造成全球海平面的上升。
《聲明》表示,2019年海洋熱含量已深入到深度2公裡的海洋,打破2018年創下的紀錄高點,全球海平面高度達到有記錄以來最高值。1980年至2018年,中國沿海海平面上升速率為3.3毫米/年,高于同時段全球平均水平。
值得一提的是,海平面上升不僅威脅生活在沿海低窪地帶的人民,它與海洋酸化、海水含氧量減少、冰川退縮、南北極海冰與格陵蘭冰蓋縮小等,也嚴重破壞了海洋和冰凍圈生态。
此外,水資源的重要組成部分冰凍圈也是對全球變暖最為敏感的圈層。
中國的冰凍圈主要分布在青藏高原、新疆北部以及黑龍江北部地區。以烏魯木齊河上遊最大的冰川“烏魯木齊河源1号”冰川為例,自1959年以來,“烏魯木齊河源1号”冰川一直處于退縮狀态。2001年冰川面積縮減至1.71平方公裡,2008年縮減至1.59平方公裡,2018年進一步縮小至1.51平方公裡,2001年至今冰川面積減少11.7%。近年來呈加速消融趨勢,與全球冰川總體變化一緻。
氣候變化還對中國地表水資源、地下水、湖泊濕地面積、流域荒漠化等産生巨大影響。
直面氣候變化,如何更好利用水資源?
我國水資源總量約為2.8萬億立方米,由于人口衆多,人均占有量僅為世界平均水平的1/4,是世界上人均水資源占有量貧乏的國家之一。而年際年内分配不均導緻水資源供給可靠性大大降低,氣候變化和極端氣候現象頻發導使水資源時空分布不均,更加劇了我國水安全形勢的嚴峻程度。
一般我國用水量分為農業用水、工業用水、生活用水和生态用水四類。因2003年我國才将生态用水納入我國水資源統計範疇,因此通過統計2003年至2018年16年我國用水數據,可以看到,農業用水占總用水量的比重最大,約為62.8%,其次為工業用水,約為22.7%,生活、生态用水占比分别為12.6%和2.0%。
近年來,随着社會經濟的發展和産業結構的調整,我國用水結構也發生了深刻變化。在這16年間,農業和工業用水總量都呈現先增加後減少的趨勢,但占比卻呈減少趨勢,分别從2003年的64.5%和22.1%下降到2018年的61.4%和21%;而生活用水則呈顯著增加的态勢,研究表明,年末人口的增加是我國近年來生活用水顯著增加的主要原因。
研究表明,總體上我國用水效率與國際先進水平相比還有很大提升空間。工業用水效率與世界平均水平相差不大,但灌溉水利用率與國際先進水平相比還有較大差距。而我國農業用水占比超過六成,因此相比于工業用水和生活用水我國農業用水節水空間更大。未來可通過發展節水灌溉等措施進一步提高用水效率。
直面氣候變化對水資源的影響,一方面,全社會應當培養綠色低碳的生活方式,全力實現抑制升溫的目标;同時,對于普通人來說,在日常生活中,也要從珍惜每一滴水做起。
根據國家統計局最新數據,2019年末,我國總人口數約為14億人;一滴水大約為0.05毫升。那麼,每人每天節約一滴水,全國約省水70立方米。成年人維持生命活動每天至少需要2升水(0.002立方米),70立方米水可以維持35000個人一天的基本需水量。這個數字是不是還是很可觀呢?
保護水資源,希望真正能做到,人人有責。
中國氣象報社 出品
作者:中國氣象報全媒體記者 王美麗
制圖:趙淼
編輯:張琳皓
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