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胡敦欣:凝练我国海洋大气科学方向,积极应对全球变化
  文章来源: 发布时间:2004-06-28 【字号: 小  中  大   

  嘉宾介绍:

  海洋学家。 生于山东即墨。1961年毕业于山东大学、山东海洋学院。1966年中国科学院海洋研究所研究生毕业。中国科学院海洋研究所研究员。在太平洋发现“棉兰老潜流”,改变了有关太平洋西边界流动力学结构的传统认识,对海洋经向热量输送、平衡和气候有重要影响;在中国陆架发现中尺度涡“东海冷涡”,推进了中国陆架环流的研究;把地球化学上的“PO”(-135PO4+O2)在海洋中是独立于氧的一个保守量的概念引入大洋环流反演模式,提高了反演模式的确定性和计算精度;提出的浙江沿岸上升流非风生机制,修正了传统的风生沿岸上升流理论;发现并从动力学上解释了“在陆架上,上升流与海底软泥沉积有密切关系”的科学现象,推进了物理海洋与海洋沉积之间交叉学科领域的研究。

  2001年当选为中国科学院院士。 

  胡敦欣院士作客“科学在线”,谈“凝炼我国海洋大气科学方向,积极应对全球变化” 

  [主持人]:

  今天是2004全球华人海洋和大气科学大会开幕的日子,我们非常高兴的请到了中国科学院院士胡敦欣到我们网站,就凝练我国海洋大气科学方向,积极应对全球变化的问题进行访谈。我这里有一张《参考消息》,是今年2月24日《参考消息》,是国家通讯社新华社编发的。它的头条通栏标题是“气候变化可能导致全球灾难”,这是美国国防部的一份机密报告。里面说,将来的人们可能为生存而战。在今后20年,这个星球支撑其人口的能力将明显下降。对人类而言,全球变化可能是比恐怖主义更严重的威胁。请问,全球变化与我们每个人的关系是否真的很大?

  [胡敦欣]:

  关系确实是很大。全球变化这个事情人们认识到大约是在20年左右以前,是上个世纪80年代中期开始认识到的。但是全球变化为什么会提这个问题呢?因为全球变化,自然变化是一直在变的。为什么提出这个呢?主要就是人类活动,特别是在工业革命以来这一百多年的时间里,由于人类自身的活动使我们这个地球的环境产生了剧烈的变化,特别是最近这几十年更加剧烈。这个事情是上世纪80年代人们开始认识到。更加认识到的时期是在2001年,在阿姆斯特丹开了一个叫全球变化公开科学大会。在这个会议上,大概有1700多人,中国有不少人去,应该说很多人的国家之一。在这次会议上有一个叫做《阿姆斯特丹宣言》,在这个宣言里非常明确地告诉全世界的人们和各个国家政府,全球变化在影响着我们人类生存的条件,各方面的,包括吃的东西,生活、生命财产。

  [主持人]:

  就是影响我们的生活质量。

  [胡敦欣]:

  主要还是对安全的影响。这个宣言公开对全世界提出警告,全球变化已经来了,而且影响我们的生存。这是从80年代一直到现在。提出来人和自然,现在政府提出科学发展观,这是非常重要的,人和自然还要协调发展,不能说愿意怎么干就怎么干,包括你现在排放二氧化碳也好,全球变暖也好,包括现在施的化肥,有些富营养化,这一系列事情都直接和间接地影响到人类的生存。全球变暖,两极冰雪融化,海平面上升,引起这一系列的问题。所以跟我们每个人的关系确实是非常非常密切。

  讲到美国国防部给布什总统的报告,说全球变化引起一系列的人类灾难等事情,对于这个事情,我个人认为,有些东西是不是一定是这样,它提出来一定在这个地方发生,那也不一定。

  [主持人]:

  以什么形式,在什么地方发生是不一定的。

  [胡敦欣]:

  它的根据是什么呢?在研究全球气候变化很重要的一个东西叫做全球海洋热盐环流传输带,这是什么意思呢?从太平洋,特别是西太平洋,上层的暖水,经过印度尼西亚这个水域进入到印度洋,然后绕过南非,就到了大西洋,一路过去形成墨西哥湾流,这个流一直到北大西洋,那个地方很冷,这个暖的水到那儿就变冷了,那个地方的海水盐度也很高,这样密度大了就下沉,高盐度的水和低温的水就从北大西洋底下回来向南跑,一直从北大西洋到南大西洋底下,往回一转,沿着南极旁边的水就这么转,向东跑,跑到印度洋,从印度洋就进去了,然后翻上来又加入印度洋的暖水,再往东走,到太平洋底下再向北跑,这个水慢慢再翻上来,这就到了上层,我们叫做西太平洋暖池,这个水就在印度尼西亚这样转。这样可以不同深度上,最长的时间可以上千年,上层跑得快,底下跑得慢,时间上百年,甚至上千年。这个根据是什么呢?就是根据传输带,全球热盐环流传输带基于这么个想法。本来就是全球转,但是人类过去不知道这个东西到底怎么转法。从上世纪80年代中,美国有一个教授叫做“高登”,实际上是“高登”先提出来好象是存在着这么一个传输带。后来过了一两年以后,美国有一个更大的科学家叫做“酷若克”,他最后把这个东西完善了。但是这有两个问题,我个人看法,第一,对于这个传输带,有一些段落还没有经过充分准确的数据来证实,到底怎么流,是不是像“酷若克”描述的那样。第二,美国国防部的秘密报告,它说我们全球变暖,冰雪融化,北极的冰雪融化,一融化以后,海里边的淡水就多了,淡水多了以后,盐度就没有那么高了,海水密度变小了,稀释了,没有那么重了,密度没有那么大了,就影响它的下沉。本身全球变暖还会使上层海水温度提高,所以温度本身提高,盐度减少,这样密度就减小了,水就下不去。传输速度就减慢。本来北大西洋格陵兰墨西哥湾流就是向北直接传过去,为什么在欧洲冬天是暖和的,就是有墨西哥湾流这个暖流。如果水不下沉了,下面也就减弱了。热的东西传输少了,那边就开始变冷了,这样小冰河期就来了。就这一点,我个人也有一点看法,调整的时间尺度到底有多大。比如说全球变暖,温度升高了,密度小了,冰雪融化了,密度小了,这个时间在北大西洋这段确实会出现这种过程。一旦出现这种状况的时候,本身很快就会调和,气候也会调和。热量少了,那边就变冷了,密度就大了,就开始往下沉了。这个时间尺度到底多大?是不是一定要等那个地方温度很高,然后盐度也很低,水也很淡,不是这样的,它是一个渐变过程。

  [主持人]:

  都是理论上的假说吧。

  [胡敦欣]:

  没有实际调查。

胡敦欣院士向网友介绍全球变化和海洋污染。

  [主持人]:

  这份报告在科学界产生两种观点,一种认为这份报告危言耸听,把问题说得过于严重。

  [胡敦欣]:

  如果时间适度,是有可能发生的。我们还要重视它,还要做这个研究。气候变化这个事情对人类非常非常重要,是需要研究的。美国五角大楼描述的这种状况出现的话,那是不得了的。

  [主持人]:

  您刚才说的还是由于洋流、由于气候变化可能造成的给人类社会带来一些问题。将来的人们可能会为生存而战。现在的一些局部战争,包括伊拉克战争、阿富汗战争,实际上人们已经在为争夺资源而开火了,人类社会本身已经意识到人类对资源需求的争夺,导致了区域性的战争持续不断。人类社会本身可能作出这种调整吗?

  [胡敦欣]:

  战争这个事情由于种种原因。根据它的这个报告,如果真正出现这种情况,好多地方吃的东西都没有了,那吃对人类来讲是最基本的。关键就是到底是不是,我觉得它至少讲得太快了,它讲很快就来了,我不太相信这一点。但是这个事情在科学上有没有一定的道理?还是有一点科学依据的。全球热盐环流大传输带,基于这个变化。

  [主持人]:

  起码给我们一种忠告或者警告,让人们意识到,不论是从自然界还是人类社会,都面临着一些自然界灾害性的问题,人类社会也有,它怎么调整,怎么进行更好的有序的人类活动来防止这些问题出现。从全球变化研究方面,我们国家是不是能够提出一些有份量的科学研究计划?这些计划又能够得到国际同行的认可和参与?

  [胡敦欣]:

  这个问题很好。我觉得我们中国能够在全球变化这方面提出一些非常有意义的,对全球来说有意义的,不仅仅对我们国家有意义的计划。简单回顾一下,改革开放以来,特别是近20年来,全球变化提出以后,十多年,我们都是跟踪。我讲个笑话,都讲乡巴佬进入大观园,你什么都不知道,那就得跟着人家走。但是我们跟了十多年了,你跟这个是对的,你进入大观园里面,是先跟着人家走,知道东边西边什么的。中国至少有15年,这样的跟踪,我们不能再纯粹的跟踪。我们应该提出全球变化,而且完全有可能提出中国特色或者有特点的东西,而且在世界上非常有意义的东西。我举个例子,比如中国有青藏高原,青藏高原的隆起,对气候、对环境的影响,那就是我们的国宝。我们做的很多东西在世界上还是很有高度的。再比如黄土,刘东生院士做这个东西确实很出色,在国际上获了大奖。国家可以进一步支持这样大的项目,我们领先来做。比如咱们中国有好几个世界第一,第一,人口第一,人口很多。人口多,要吃饭,要改善生活,那就需要很多能源,但同时也会造成一些环境问题。第二,化肥第一。我们中国化肥的产量从1995年开始,就超过美国,变成世界第一了。我们变成世界第一,当然我们也要增加农业的产量,人民可以多收一些粮食。但同样也有一个问题,好多化肥除了真正被农作物吸收以外,还有大量的吸收不了,有一半左右是随着河流流走,造成湖泊的富营养化。第三,中国建大坝,从上个世纪80年代中就成为大型水库建设第一。还有土地利用、开荒这些等把土地植被破坏。由于这些第一,人类活动在这块土地上改变了很多环境。

  中国在这个问题上,亚洲的化肥占世界化肥的51%,中国的化肥占世界化肥的30%左右。中国也好,印度也好,都是世界上两个最大的国家,过多少年,印度可能就变成第一了,可能比我们还多。但是亚洲这个地方是人类活动引起全球变化非常突出的地方。中国北边有两条大河,黄河和长江,西边是高山,一路下来到海洋里。这个河流下来以后,把中国人们在这块土地上的一些生产活动,所有这些信息都通过河流传下来,传到海洋里边了。

  [主持人]:

  实际上海洋储存着陆地上的事件和信息。

  [胡敦欣]:

  这些信息多数都是坏的信息。为什么?比如说讲污染物,狭义的污染物,还有广义的。从50年代到现在,发生赤潮的频率曲线那是直线上升的。因为富营养化就提供了产生赤潮的重要条件之一。在世界上看看,中国有黄河和长江两大河,把所有的物质,物质包括泥沙、水,包括泥沙和水里边的一些污染物,包括狭义和广义的污染物,都带到海洋里,污染海洋的环境,影响海洋的生态。

  [主持人]:

  这个问题很严重吗?

  [胡敦欣]:

  很严重。我在好多场合都提到,除了青藏高原、黄土以外,应该可以有中国科学家领先的项目,比如物质循环。这是水平通量最好的研究的地方。到目前为止,在国际上还是跟踪,都是跟别人。甚至于现在有一种趋势需要注意,就是国际上现在搞一个东西,人家刚刚提出来搞一个新的项目或者成立一个什么组织,那些先进的国家还没有成立委员会,中国立刻成立委员会,马上就开小会,马上就搞项目。中国在全球变化这个范围里边,与国际上对应的这些组织几乎是最全的。我讲这个最全不一定是个坏事,但是目前这种趋势值得注意,不要一味的跟踪,这就有点过分了。应该看看我们中国在全球变化中的作用,我们绝对有很多地理优势,当然国际上全球变化的洪流是真的,但是我们不能说一定想法都没有,闭着眼跟着跑,这不行。

  [主持人]:

  关于大气海洋方面,我们有没有什么建议可以提出来?

  [胡敦欣]:

  这个可以。比如讲海洋大气,很根本的东西就是研究季风,对中国人来说,关系到国计民生很重要的东西就是季风。过去讲季风很重要,可以带来水分,要不然会干旱。我们都知道,中国南海的季风在亚洲季风发生最早,特别是东亚季风,那绝对是南海先发生。所以你能把南海季风报准,一般是5月10多号到6月的什么时间不等,有的提前一点,有的滞后一点,一般来讲,提前就强,落后就比较弱。所以它的早晚强弱对梅雨那是影响很大的,这就影响我们的降水。1998年我们在南海也做过季风的实验。就我个人看法,因为最近我们有一个研究,也证实我们的看法确确实实是这样的。那就是南海季风暴发的早和晚,强和弱,绝对不是南海的状况,特别是太平洋是一个暖池,暖池区的热力状况基本上就可以预报南海季风暴发前的信号。印度洋同样,也是这样子。我们有一个想法,我们要搞季风,中国完全有优势,我们就要预报这个季风早、晚、强、弱,那就要靠南海,但是光靠南海不行,必须把区域扩大,扩大到西太平洋和印度洋。还有一个就是青藏高原,我起了一个名字叫做大三角。陆地上就是青藏高原,太平洋就是西太平洋这个暖池,再加上印度洋。这包括亚洲季风,亚洲季风有两种说法,一种不是从南海先发,而是印度洋先发。但总的来讲,南海季风至少是东南季风最早,我个人认为,也是亚洲季风最早的地方。还有一个季风就是澳大利亚季风,我们知道随着太阳到南半球,如果我们这边夏天了,澳大利亚就是冬天季风,反过来也是这样,我们这边是冬天季风,他们也就是夏天季风。这就概括了亚洲季风和澳大利亚季风的相互作用。只看自己是不行的,只看南海,坐井观天,你看不到气候。你只看云来了,那不一定下雨。所以必须把它敞开,在这个区域,因为西太平洋暖池的变化牵扯到厄尔尼诺。这个大三角就包括两个东西,叫做亚洲季风和澳大利亚季风的相互作用,及其与厄尔尼诺的关系。在这个的图案底下就可以搞清楚,南海季风是早还是晚,厄尔尼诺对它有什么影响,澳大利亚季风和我们是什么关系,那就清楚了。季风一般就是陆地和海洋温度的差异、季节的变化,冬天这样,夏天就返回来。要抓住季风,季风也可以把厄尔尼诺联系进去,对我们国家气候的影响,遥相关也好还是直接相关也好,都可以通过南海季风。我认为将来我们季风研究也会提高很多,从科学上,从我们国家对季风预报的需求上来讲也是。同时,中国如果可以带头,带动周边国家、其他那些先进的国家,比如欧洲国家对亚洲这些地方的气候也感兴趣,美国也感兴趣,但是中国要领这个头,类似这样的项目,中国完全可以提出。

  [主持人]:

  这种研究到底是区域研究还是全球研究?

  [胡敦欣]:

  季风都是区域的,但是现在的问题是这样的,中国一直研究全球变化,研究长江口,研究黄河口,怎么成为全球变化了?

  [主持人]:

  它只是全球的一个区域、一个部分。

  [胡敦欣]:

  第一,全球变化最根本的东西,就是这种现象具有全球意义。从尺度上来讲,很大程度上,这个现象并不一定就是全球一致,从这里联系到那里,连美国都联系上。是现象具有全球普遍性。比如说研究长江口,研究黄河口,这些问题是很区域性的,但是这种现象具有全球意义。在美国也有这种现象,在欧洲也有这种现象。所以全球变化的研究是一个个区域性研究组成的,这些问题具有全球性。比如说赤潮,比如说富营养化。

  [主持人]:

  只有把区域研究透了,一组合起来就是全球的。区域尺度慢慢扩大就是全球尺度了。

  [网友]:

  请问陆地环境与海洋环境有哪些相同和不同的地方?吸引您进行海洋环境研究的是什么?

  [胡敦欣]:

  有很多相同的地方。举个例子,陆地环境和海洋环境,比如全球变暖,二氧化碳排放,不管是陆地还是海洋,都是一样的,都要研究,现在全世界都在研究。每一年燃烧从地下挖出来的石油,每年一般是60亿吨碳放出来的。过去是全球的问题,放出来,不管是海洋还是陆地,全都在大气圈里。因为大气是有观测的,特别是从50年代中,在夏威夷有一个站,这个站可以测出来,大约有30亿吨碳停留在大气里面。十多年以前,我在海洋通量研究委员会,有60亿吨,30亿吨在大气里边,30亿吨进入了海洋。后来说不对,海洋里只有20亿吨左右,那大约还有10亿吨不知道去处,叫做“丢失的碳汇”。海洋说过去搞大洋调查有一个东西没有调查,那就是陆架变化,虽然这个占中国海洋的面积不超过10%,但是这个区域的生物生产力是很高的,生物活动是很剧烈的。生物生产力高就可以固定大气里比较多的碳,这个生产力可以达到全球的四分之一。再就是陆地,最早是从美国来的,美国的北美有很多森林,说年轻的森林就是那10亿吨碳的去处,汇聚在那儿,就是这样一种说法,但我不太相信这个东西。实际上这个背景可能与布什政府不承认《京都议定书》有关,你说我们有这么大森林,已经吸收那么多了。现在就是减少二氧化碳排放量。现在发展中国家要发展经济,减排就是减少经济发展的速度。

  [主持人]:

  用指标把你的速度压下来。

  [胡敦欣]:

  发达国家都把大气里面放那么多了,几十年下去了,这是不合理的。所以说10亿吨碳,陆地生态吸收了,海洋就说陆架边缘海,生物生产力非常强烈的地方,可能就是10亿吨碳的去处。现在这两类学术观点没有定论。我觉得,包括在我们国家来说,黄海、东海等海域有300多万平方公里,这个汇有多大?我是在90年代初,应该感谢国家自然科学基金委,原来国际上还在搞大洋碳的时候,就支持我做了两个项目。我讲为什么说需要观测、需要做,全世界都在做,中国更应该做,我觉得中国这方面需要引起注意。现在陆地上已经搞了很多碳循环的项目,可海洋里边大项目很少。海洋和陆地生态系统是不一样的,当然有相同的地方。

  在这之前我搞过海洋环流,搞过上升流,一天水流移动也就是几十公分、一米,最多也就是十米。但是这个意义很大,可以把底下有氧物质提上来。再就是海洋里边动力环流。有一些国际学术组织里边搞这个东西,比如IGBP,国际地圈生物圈计划,我在里边也是委员。还有就是海洋通量研究,我在里边也是委员会的委员,还有陆海相互作用。我觉得这个东西确实牵涉人类活动,而且与海洋确实有关系,在中国的海洋,包括地学应该介入国际上这些比较前沿的研究。

  [主持人]:

  是不是因为你参加了这些国际研究以后,眼光变得非常开阔了?

  [胡敦欣]:

  要开阔一些,你会看到中国国际上特别是地区发展的趋势,特别是跟生存环境有关系的。另外,我们讲海洋通量研究,IGBP研究,对中国海洋的发展,对中国地区的发展是至关重要的。当然我介入这些活动,也影响了我的时间,少写了不少文章。但是我也不后悔,我做这个还是很有意义的。

  [网友]:

  海洋能源的开发能否解决目前中国的能源紧缺状态?

  [胡敦欣]:

  我不搞能源,但是我略知一二。海洋能源的开发,现在主要讲石油,石油这个事情将来我们自己解决挺难,我们去年已经进口了上亿吨石油。我们自己要想解决,因为随着我们国家经济和社会的发展,这是很严肃的事情。现在这个能源,一个需要看海洋里边到底还有哪些东西可以用,天然气水合物现在还是初级的阶段,在世界上还没有搞这个,但这里边含的能量是很大的。这是一个潜在的地方。另外,现在为什么要搞海洋呢?因为现在很多石油都是海上运输进来的,大约有70%—80%都是海上运输。这样就牵扯到运输线的安全问题,所以海洋对我们国家经济的发展非常非常有意义。从这个意义上来讲,国家的安全,其中包括能源的安全,这是很重要的一块,比如马六甲海峡。现在世界上在研究海洋里边能源,怎么去利用它?比如温差发电,现在好多地方已经在搞,但是都没有到操作运行阶段。实际上全世界都在找新的能源,作为地区来讲,现在是常规能源,用完就没有了。中国现在问题是什么呢?我个人看,现在需要今后几十年,或者是二十年、三十年一定发展到相当的高度,跟那些强国可以相比的,这一段非常关键。

  [主持人]:

  但是又不能用他们那种方式,还得用比较节约型的模式?

  [胡敦欣]:

  所以中央提出科学发展观太重要了,要节能型的,但是一时又找不到代替现在的石油、煤等,现在全世界都在搞这个东西,我们国家也在探索搞新能源。就从海上勘探石油够我们用,近期之内是看不到的。我也在想,美国是很聪明的,它的石油储量是很多的,它就不开采。我们20多来年,要大量的用能源发展我们的经济。20多年以后,等你们像我这个年龄的时候,我们就回到唐朝了,最强大的盛唐。

  [主持人]:

  但是人家不一定允许你有20年的和平发展时期。

  [胡敦欣]:

  能源对我们来讲是非常非常大的问题。

  [主持人]:

  您最后再给我们网友说几句话。

  [胡敦欣]:

  希望中国科学院的网站越来越发达,越办越好。有讲得不对的地方请指正批评。

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