基礎科學研究是應對氣候變化的技術支撐,氣候變化是一個跨學科的極其復雜的科學問題,自20世紀90年代以來,我國就相繼在國家“八五”“九五”“十五”科技攻關項目和“十一五”科技支撐項目中設立了相關專題,研究氣候變化對水的影響及適應問題。鑒于目前的科學技術水平,對未來長期的氣候變化情景預測及其影響評價還存在較大的不確定性。為更加有效地應對氣候變化,根據當前氣候變化國際研究前沿和熱點問題,結合我國突出的水問題,建議加強以下5個方面的基礎科學研究。
第一,加強水文循環對氣候變化的響應機理及規律分析。水文循環是氣候系統的重要組成部分,氣候變化影響著水文循環的各個環節,陸面過程和大氣過程相互耦合,互相影響。要基于能量平衡和水汽平衡,建立陸—氣系統物理模型,分析各種水文循環要素對氣候變化的響應過程和敏感性,這是科學評估氣候變化影響和研究適應性對策的科學基礎。研究氣候變化影響評價和方法,建立影響綜合評價系統,這是科學評價氣候變化影響的重要工具。
第二,加強極端天氣事件與洪澇干旱災害形成機理的研究。極端暴雨洪水和長期大范圍干旱事件是造成直接經濟損失的主要自然災害。分析溫室氣體增加和輻射強度加大對水文循環能量和水汽平衡的影響,認識亞洲和中國區域能量和水文循環的變化特征及其與旱澇的關系,研究全球變暖背景下我國極端天氣事件與災害發生的頻率、強度和空間分布特征,研究應對極端天氣事件與減災措施,建立相應的預測預警系統以及對策與響應機制,提高極端天氣災害的預測預警能力和自然災害的防御能力,保障經濟社會穩步發展。
第三,加強氣候變化背景下國家水安全分析。在防洪安全方面,根據國家評估報告發布的氣候變化情景,未來我國大部分地區的降水可能呈增加的趨勢,這無疑增加洪澇災害發生的概率。此外,隨著氣溫的升高,海平面上升,我國沿海地區的防洪情勢會更加嚴峻。因此要加強氣候變化背景下我國的防洪戰略和具體措施,保障國家的防洪安全。在水資源方面,由于我國水資源時空分布極端不均勻,北方地區水資源短缺問題十分突出,用水安全是國家經濟社會發展的重要制約因素。國家評估報告指出,2020年之前我國華北地區降水仍可能呈減少的趨勢,同時氣溫升高將增加用水需求,這些均將進一步加劇北方水資源的供需矛盾。因此,要客觀地評估氣候變化對我國區域水資源的影響,科學地分析未來氣候變化背景下我國的水資源整體情勢,預測不同區域水資源量和需水量,分析不同地區的供需矛盾和用水安全,分析我國水資源的敏感區和脆弱區,研究提出應對氣候變化對水資源影響的對策,并指導我國水資源規劃和可持續開發利用及保護,保障國家供水安全。在水生態和環境方面,隨著溫度的升高和部分地區水資源量的減少,水體富營養化可能加劇,水生態可能進一步惡化,海平面上升對河口和沿海地區的生態和環境均將產生重要的影響,等等。這些均是以前研究的薄弱領域,急需加強。
第四,開展氣候變化對重大工程的影響及應對措施研究。氣候變化一方面影響洪水的大小和設計標準,對水利工程的規劃設計、建設和調度運行管理有著重要的影響,但是由于氣候變化的不確定性,在具體設計和運行管理中如何適當地考慮氣候變化的影響需要深入研究。另一方面,氣候變化可能增加極端氣溫發生的概率,極端低溫和長歷時高溫干旱都會對水工建筑材料的耐久性和材料結構的穩定性等產生重要影響,需要在大量試驗和研究的基礎上,修訂制定水工建筑材料的相關標準和規程,提出相應的控制方法及應對措施。
第五,建立應對氣候變化風險管理體系和應急管理機制。氣候變化的分析有一定的不確定性,綜合分析和科學應用氣候變化預測成果,降低氣候變化情景預測的不確定性,評估氣候變化對我國各類脆弱區影響的風險水平,建立我國適應氣候變化影響的風險管理體系和應急管理機制。
社會和公眾大多已認識到全球氣候變暖的事實,也初步體驗到了氣候變化對自然生態系統的重要影響,盡管目前對未來的預測及影響評價還有較大的不確定性,但必須認真對待,科學分析,積極應對。一是加強水利基礎設施建設,提高應對氣候變化的能力。加強防洪工程和水資源工程的建設,提高防洪抗災能力和水資源調配能力。二是實行最嚴格的水資源管理,建立節水型社會,提高水資源的利用效率和效益,緩解我國水資源的供需矛盾。三是積極響應國家低碳經濟政策,盡可能減緩氣候變化的影響。大力發展水電和農村電氣化建設,增加水電等清潔能源的比例。我國5萬kW及以下的小水電資源可開發量約1.3億kW,尚未開發的小水電資源還有8000萬kW左右;進一步加強退耕還湖、還林工作,加強水土保持工作,發揮濕地和林草的碳匯作用,降低二氧化碳濃度;大力宣傳綠色經濟,綠色生活,提倡節約用水用電,保護生態環境。四是為國家發展低碳經濟提供水資源保障。