3E原則在北京市氣候變化方面的應用

馮文濤，李石林，2

（1.湖南科技大學資源環(huán)境與安全工程學院，湖南 湘潭411100；2.湖南科技大學煤礦安全開采技術湖南省重點實驗室，湖南 湘潭411100）

1 引言

從人類進入工業(yè)文明以來，人們將地球經(jīng)過億年時間封存在地下的碳以及其他物質，大規(guī)模地釋放出來，超出了自然界自我調(diào)節(jié)的能力，致使近百年間全球氣溫逐漸上升。

《巴黎協(xié)定》是2015-12-12在巴黎氣候變化大會上面通過的全球攜手應對氣候問題的協(xié)定。該協(xié)定為2020年后全球應對氣候變化行動作出安排。它的主要目標是將本世紀全球平均氣溫上升幅度控制在2℃以內(nèi)，并將全球氣溫上升控制在前工業(yè)化時期水平之上1.5℃以內(nèi)。2016-04-22，國務院副總理張高麗作為習近平主席特使出席簽署儀式，代表中國簽署《巴黎協(xié)定》。中國全國人大常委會于2016-09-03批準中國加入《巴黎氣候變化協(xié)定》。

2 北京市氣溫變化

北京是中國經(jīng)濟文化建設的中心，也是中國經(jīng)濟發(fā)展最快的地區(qū)，所以北京地區(qū)的氣候變化也相對于其他地區(qū)較為明顯。

近些年，北京許多地區(qū)出現(xiàn)了夏季異常高溫，越冬入春節(jié)奏加快等問題。這些問題都直接反映了氣候變暖，自然環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)了異常波動，往往發(fā)展越快的地區(qū)出現(xiàn)此類問題的可能性更大。2011—2020年間北京市的年平均氣溫如圖1所示。北京市近10年來，年平均氣溫呈上升趨勢，氣候變暖問題仍然存在。

圖1 2011—2020年間北京市的年平均氣溫

3 導致氣候變暖的原因

氣候變暖有自然因素和人類因素兩種：自然因素是指火山爆發(fā)、太陽活動、氣候系統(tǒng)內(nèi)部（如厄爾尼諾現(xiàn)象）、溫暖環(huán)流等因素的變化；人類因素主要是指人類燃燒化石燃料導致的溫室氣體排放[1]。目前有兩種主流認知，一種認為氣候變暖是正常的自然現(xiàn)象，因為漫長歲月中，地球確實在不斷經(jīng)歷著變暖、變冷、再變暖的過程。第二種認為氣候變暖是由于人類過度使用化石燃料導致。截至目前，第二種已經(jīng)被大眾所認可接受。

大氣之中的少量氣體有溫室效應，如CO2和N2O。這樣的氣體被稱為痕量氣體。而大氣中的N2和O2沒有溫室效應。其主要原因是CO2和N2O分子中的三個原子排列是線性的，這導致它們沒有永久性的偶極矩，所以不會有單純的轉動躍遷，也沒有單純的轉動能量變化，但是他們可以在產(chǎn)生振動的時候躍遷，這也會出現(xiàn)一瞬間的偶極矩，所以它就變成了溫室氣體[2]。

3.1 人為原因

1 t煤炭在空氣中完全燃燒可以釋放出3.67 t的CO2，CO2和碳排放量之間是可以相互轉換的，也就是說，如果我們少燃燒1 t煤炭，那么就可以少排放3.67 t的CO2。2019年中國能源消費總量如圖2所示。中國2019年能源消費還是以煤炭消費為主。煤炭的消費總量占能源總消費量的57.7%，石油消費總量、天然氣消費總量分別占能源消費總量的18.9%和8.1%。其中清潔能源（水電、核電、風電等）消費占比僅為15.3%。

圖2 2019年我國能源消費總量

截至2020年初，北京市機動車保有量為636.5萬輛，比2019年初增加28.1萬輛。民用汽車590.8萬輛，增加16.2萬輛。其中，私人汽車497.4萬輛，增加18.4萬輛。汽車燃燒汽油所排放出的CO2也是造成氣候變暖的一大禍首。從2011—2017年，北京市汽油消費量從389.79萬t增加到489.85萬t。

人類過多地使用氯氟烴類化合物造成了臭氧層的破壞。臭氧層屏蔽了太陽輻射中波長0.23～0.32μm短波輻射的99%以上。目前已有3%～5%的臭氧層遭到破壞。臭氧層被破壞會間接導致溫室效應，因為臭氧層破壞會使得到達地面的太陽輻射（尤其是紫外線）增強，促進氣候變暖。溫室效應增加后，產(chǎn)生的許多物質會與臭氧發(fā)生化學反應，又導致臭氧濃度減少，以此惡性循環(huán)。

從2011—2019年，北京市生活垃圾焚燒處理廠從2座增加到10座，焚燒垃圾量從每年94.5萬t增加到549.0萬t。

3.2 自然原因

2007年北京市人均林地面積為505.22 m2，而2016年人均林地面積為445.41 m2，下降了59.81 m2。與此同時，2016年中國人均林地面積為1 066.66 m2，世界人均林地面積為9 066.66 m2，北京市人均林地面積遠遠低于中國人均林地面積和世界人均林地面積[3]。

火山噴發(fā)通過產(chǎn)生大量火山灰及二氧化硫氣體，和雨水反應可以生成硫酸液滴組成的云。這些云能夠從太陽、地球和底層大氣吸收能量，使得高層大氣溫度上升[4]。

地球軌道的微小變化就能夠大程度影響太陽光在地球表面的分布情況。

4 氣候變暖帶來的危害

氣候異常變化，違背了大自然變化的規(guī)律，必定會帶來眾多災難。到目前為止，人們已經(jīng)深深感受到了其危害。全球各地不斷出現(xiàn)的干旱洪澇、臺風龍卷風等自然災害都是氣候變化的直接體現(xiàn)。2005—2015年間，氣候災害最多的國家分別是美國（472起）、中國（441起）、印度（288起）、菲律賓（274起）和印尼（163起），全球每年自然災害的損失在2 500億到3 000億美元之間[5]。

大氣中CO2的濃度升高，會影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。其導致農(nóng)作物葉片的光合作用速率加快，使得碳水化合物的積累速度大于氮的積累速度，農(nóng)作物體內(nèi)的碳水平升高。大氣CO2濃度升高還會導致葉片氣孔導度下降，植物蒸騰減少，使得植物體內(nèi)溫度升高，從而加速農(nóng)作物的衰老[6]。而北京市豐臺區(qū)新發(fā)地的水果蔬菜供應量，占據(jù)了北京市總量的90%。所以，該現(xiàn)象對豐臺區(qū)的影響最大。

微降水、小降水以及中等強度降水事件的降水量和降水頻率都顯著減少，極端降水事件的降水量增加[7]。水蒸氣主要來自江河湖海蒸發(fā)和植物的蒸騰作用。大面積綠植被破壞，植物從土壤中固定的水量就會減少，從而植物蒸騰到大氣中的水就減少。

2020年初，中國就被新冠疫情籠罩。截至2021-01，病毒的來源依舊不清楚。但是，最近幾年全球各地頻繁出現(xiàn)疫情，如埃博拉，這也和全球氣候變暖有關系。早在1999年，美國的科學家就在格陵蘭島深達2 000 m的地下冰芯中發(fā)現(xiàn)了14萬年前的病毒，而且在加熱病毒之后，該病毒出現(xiàn)了較強的傳染性。在新冠疫情爆發(fā)期間，“全球變暖可能會釋放出遠古病毒”這一說法被更多人接受。2020-01-07在中國的青藏高原地區(qū)就發(fā)現(xiàn)了遠古病毒存在的直接證據(jù)，這些病毒已經(jīng)冰封了15 000年左右。目前，人類能夠較為詳細描述的病毒大約有5 500種，而僅僅搜索出來的海洋中的病毒就有19萬種[8]。

5 應對措施

5.1 強制管理（Enforcement）

依據(jù)當?shù)氐臍夂蛱攸c，選取恰當?shù)牡攸c建立專門的高污染企業(yè)工業(yè)園，對企業(yè)進行統(tǒng)一的管理。嚴格按照可操作性原則和經(jīng)濟合理性原則，結合特定企業(yè)的特點，一對一制定環(huán)保減排方案，強制安裝相應的凈化設施。

減少高耗能高污染企業(yè)，努力尋求替代能源。發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)，如新能源汽車和太陽能發(fā)電，減少能源消耗和溫室氣體排放。

嚴格施行機動車限號政策，對違規(guī)人員嚴厲處罰，促使市民養(yǎng)成綠色出行的好習慣。

5.2 教育培訓（Education）

新聞媒體、學校、社區(qū)、企業(yè)單位等通過講座、宣傳片、公益活動等方式，對群眾、學生進行節(jié)能減排教育，提升環(huán)境保護意識和主體責任感，掌握節(jié)能減排方法。

倡導公共交通、垃圾分類、植樹造林等環(huán)保措施。政府、家長做好模范帶頭作用，付出實際行動參與到環(huán)保事業(yè)中。

5.3 工程技術（Engineering）

進一步提高汽車發(fā)動機效率，提高油品質量，發(fā)展新能源汽車來替代傳統(tǒng)燃油汽車。

大力發(fā)展新能源，如太陽能、氫能、可再生能源等。目前，上海、遼寧和山東等省市已經(jīng)確定了“十四五”規(guī)劃和2035遠景目標，發(fā)展清潔能源已經(jīng)成為未來發(fā)展的主要目標。

企業(yè)對需要排放的廢氣進行處理，達到要求后再排放。

推動能源結構優(yōu)化發(fā)展，能源結構優(yōu)化是一個動態(tài)過程，在推行能源結構優(yōu)化政策時候要考慮到不同地區(qū)對能源的依賴程度。要制定較為溫和且可調(diào)整的政策，保證地區(qū)經(jīng)濟健康發(fā)展[9]。

6 結束語

2020-12-12，習近平總書記在氣候雄心峰會上的“繼往開來，開啟全球應對氣候變化新征程”講話中宣布：“到2030年，中國單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放將比2005年下降65%以上，非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右，森林蓄積量將比2005年增加60億m3，風電、太陽能發(fā)電總裝機容量將達到12億kW以上?！绷暯娇倳浱岢龅摹皹嫿ㄈ祟惷\共同體”把各國人民牢牢地拴在一起，各國應該團結合作，一起為節(jié)能減排事業(yè)做出貢獻。