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“最暖年”为什么这么冷?国家气候中心回应

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发表于 2023-12-23 10:42:04 | 显示全部楼层 |阅读模式

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过去大半个月的气候有什么特点?后冬气候会是怎样?都说今年是最暖年,为什么最近这么冷?一起来了解一下。

1 冬季以来的气候特点

今年12月上旬偏暖显著,月中降温幅度大。12月以来(截至18日)北方大部地区降水显著偏多。这期间,全国平均气温-1.3℃,较常年同期偏高0.9℃,全国大部地区气温以偏高为主。

全国经历了前期持续偏暖、后期急剧降温的“过山车”式气温起伏。12月1-13日全国平均气温较常年同期偏高,为历史同期最高,云南、宁夏气温均为历史同期最高。但从14日开始,受大范围寒潮天气影响,全国大部地区气温骤降,部分国家气象站日最大降温幅度突破历史极值。


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冬季以来全国平均气温经历“过山车”式变化

冬季以来,全国降水量较常年同期偏多近五成。降水分布差异大,中东部地区大致呈北多南少态势,河北、山东、山西和内蒙古降水量均为历史同期最多,北京和河南均为第二多,陕西为第三多。

12月14-17日,我国出现大范围寒潮过程,此次过程具有影响范围广、持续时间长、相态复杂、累计降水量大、落区与前期过程重叠度高等特点。有95个国家站点过程最大降温达到或超过20℃,山西大同过程最大降温幅度最大,达26.3℃。过程最大降温幅度超过8℃的面积约596.7 万平方公里,约占全国国土面积的62.2%,其中,降温幅度超过14℃的约162.5万平方公里。福建连城(16.6℃)、江西安远(16.5℃)、四川峨眉山(16.5℃)、广西桂平(15℃)等10个国家气象站日降温幅度突破历史极值。受寒潮影响,华北东南部、华东大部、华中北部和中部等地累计降水量普遍超过10毫米,其中江苏中部、安徽中部、湖北中部等地超过25毫米,局地超过50毫米。对交通运输、设施农业、城市运行和人民生产生活等方面均造成一定不利影响。北方的大范围降雪虽然给生产生活带来诸多不便,但同时也给各地换上了别样的风景。

2 后冬气候趋势预测

预计后冬(2024年1-2月),东亚冬季风强度总体偏弱,除内蒙古东北部、黑龙江北部、西藏大部、青海南部等地气温较常年同期偏低外,我国大部气温接近常年,但冷暖起伏明显,或再次经历气温“过山车”。后冬我国中东部降水偏多,全国其余地区降水接近常年同期到偏少。冷空气活动较为活跃,北方地区可能再次出现阶段性强降温、强降雪过程,江南、西南地区东部等地可能发生阶段性低温雨雪冰冻天气。在冷空气间歇期,大气扩散条件转差,京津冀及周边、汾渭平原和长三角等地或出现雾和霾。

3 说好的最暖年怎么寒潮一来这么冷?

今年秋季全国平均气温为历史同期最高,预测结果也显示今年冬季大部分地区气温接近常年同期或偏高。怎么看都跟最近这寒潮相矛盾,这是什么原因呢?

首先,我们谈及某年或某个月份偏暖,不是通过单次天气事件来定的,而是通过对比整段时间的气温平均值,是否显著高于或低于历史同期来确定。例如,今年秋季11月3-7日,我国大部地区出现一次寒潮天气过程,这个时段内气温断崖式降低,比历史同期低了不少,但如果计算整个秋季的平均气温发现是1961年以来最高,所以是“最暖的秋季”。

不是说全球变暖了么?为什么秋冬的冷空气还那么强?

赤道与极地之间存在巨大温差,这种差异促使极圈外围形成了一圈强劲的西风,环绕在极地周围,它被称之为西风急流。西风急流就像“围栏”一样,约束着极地的冷空气。稳定的极涡被强大的西风急流限制在北极地区,在全球变暖背景下,北极地区增温速度是全球的2-3倍。北极地区增温,与中低纬度气温差减弱,难以维持强大的西风急流,极涡内的冷空气变得“躁动不安”,更容易分裂南下。北极来的冷空气,其温度远远低于我们生活的中低纬度地区,多次出现的寒潮天气让我们感到“冷冷冷”。

根据历史数据统计分析,厄尔尼诺背景下我国冬季气温总体偏暖,但阶段性冷空气活动较为频繁,也就是说冷暖起伏比较明显。

但是,冷空气过程强度不仅仅受厄尔尼诺影响,也与北极涡旋的分裂和中高纬西风带的扰动也有很大关系。今年12月中旬以来,北极涡旋分裂为双中心,分别位于格陵兰岛和西伯利亚上空。伴随着欧亚上空西风带的剧烈扭曲,西伯利亚高压异常增强,我国大部地区由前期盛行偏南风转为偏北风,冷空气南下,导致气温骤降。

另一方面,厄尔尼诺激发的菲律宾异常反气旋将热带水汽向我国大陆地区输送,因此来自中高纬的寒潮过程配合来自低纬的丰沛水汽条件,导致我国中东部出现较大范围的降雪过程。此外,地面积雪造成的晴空反照率增加也使得后期回温较慢。

中国是气候变化敏感区和影响显著区,虽然增温幅度高于全球平均水平,但极端寒潮强度并未减弱,强冷空气或寒潮影响范围增大例如:2020年2月14-17日,全国型寒潮过程影响我国,大部地区出现8~12℃的降温,局地降温18℃以上;东北、华北东部、黄淮等地出现降雪(雨)天气,吉林省有7站最大积雪深度超过40厘米;广东、广西等地出现大雨或暴雨,多省出现冰雹、大风、雷电、道路结冰等灾害性天气。2016年1月20-25日,强冷空气自北向南影响我国大部地区;全国过程降温超过6℃面积达到786万平方公里, 529县市过程降温超过12℃,16县市超过18℃;23站连续降温幅度突破历史极值,67县市日最低气温突破历史极值;25日,广州出现建国以来首场降雪。


(转自国家气候中心微信公众号)


发表于 2023-12-23 16:18:51 | 显示全部楼层
省流:极地漩涡破裂,导致气温大幅度下降。
发表于 2024-3-11 04:57:54 | 显示全部楼层

冬季一般是指12月、一月和二月总共三个月的时间。对于才过去的冬季,国家气候中心表述如下:

2023/2024年冬季,全国平均气温总体略偏高,但阶段性起伏大;降水总体偏多,但空间分布不均(华北多华南少);有12次冷空气过程影响我国,较常年同期(10.3次)偏多1.7次,多地降雪日数偏多。监测显示,全国36.7%的气象站达到暖冬标准,15%的气象站达到冷冬标准,均没有达到全国暖冬或冷冬的标准(站点比例超过50%),因此整体来看,2023/2024年冬季为正常年份。空间上看,暖冬主要出现在华南、西南等地,而华北南部、黄淮、江淮一带多为冷冬。

发表于 2024-3-11 05:12:18 | 显示全部楼层

我大学的一个同学不久前发了一篇质量挺高的科普文章,介绍全球变暖与全球灾害性天气频发的关系。我这同学大学时有段时间与我同寝室,睡在我上铺。我对他的高质量科普文章当然是大大地点赞了。他的文章也引起了同学群里的不少专业讨论。下面我就转载一下我所发的大部分讨论帖子。

发表于 2024-3-11 05:14:58 | 显示全部楼层

全球变暖的后果的严重性,从一开始的极地冰川融化及海平面上升到目前的极端灾害性天气的频发应该可以说是认识面方面的根本性提高。比较遗憾的是认识上有比较大的滞后性。滞后的主要原因是问题的性质类似于陈景润的1+1数论问题那样,是一个看似简单,其实却是很难的科学问题。

另一个类似的全球环境问题是平流层臭氧递减及极地臭氧空洞问题。那是一个看似非常复杂,其实是一个比较简单、比较干净的问题。对此类问题,外界或非科学界的干扰很少,在学术界以及各国政府间容易达成共识,从而导致问题的解决。

对这两个问题,都有人提出阴谋论来反对解决问题。不过“臭氧空洞”的科学问题实在是太高大上了,阴谋论提出者除了数量少之外,也无法给出说得过去的科学论据。相反,对全球变暖,经济学家、政治家、地质学家,几乎所有的非气象学家都能振振有词地提出反对的观点。

比较遗憾的是,在上世纪八十年代,中国的顶级大气科学家(也基本代表了国家水平和国家态度)对这两个科学问题都是阴谋论的提出者或支持者。

承认全球变暖及需要碳中和等来解决问题。承认臭氧空洞及需要停止使用氟利昂等来解决问题。但同时需要考虑发展经济,保障人民就业,那是国家发展的重中之重,以及相关技术的成本核算等因素的考虑,等等,这些都无可厚非。这里重要的一点是:前者是科学家需要考虑的问题,而后者则是政治家、经济学家需要考虑的问题。若作为中国的顶尖(如中国科技一等奖获得者或政府决策型)科学家认为全球变暖及碳中和本身纯粹是帝国主义为阻碍发展中国家尤其是中国的经济发展而编造出来的科学谎言,或者说提出臭氧空洞理论的原因是生产氟利昂的国际大财团的专利要到期等原因(这些就是所谓的阴谋论),那就不是科学家应有的科学态度或者应有的专业水准了。

发表于 2024-3-11 05:19:33 | 显示全部楼层

关于人类活动导致大气中二氧化碳浓度增加及导致地面增温的因果关系在19世纪末就被认识到了。其“温室效应”的科学解释也很容易理解:增加玻璃的厚度或增加衣服的厚度都能增强温室或人体的保温效果。到20世纪初,问题的描述变成了数理化。在章基嘉老师“大气环流”课的讲义中就介绍了1913年Emden的灰色大气模型。问题的完全定量化解决需要知道大气在红外谱段的吸收系数。这相当于必须知道棉布的保暖性能才能定量知道衣服的保温效果一个道理。各种物质的红外谱段的吸收系数在20世纪20年代开始被测量而得知。物理学家E.O.Hulburt在1931年发表了一篇论文,根据实测的水汽和二氧化碳在红外谱段的(非常粗糙的)吸收系数计算了地球表面的平均温度以及大气中二氧化碳含量倍增时而导致的地面增温:4度。那是一篇很重要的论文。我在我们纪念章基嘉老师的论文集中的那篇论文中专门花费了一页的篇幅介绍了Hulburt的工作。Hulburt其实也挺有名气的,美国的几个物理实验室是以他名字命名的。他的二氧化碳倍增而导致地面温度增加“4度”的结论也更有名,几代的气象学家、大气物理学家们都无法从根本上改变这一结论。我认为,也正是在这一历史背景下,后来的一批重要的气象学家才把研究侧重点放在了“全球增温所导致的区域气候及极端天气更显著性变化”这一课题之上。记得我1980年代后期在普林斯顿大学时就听说了一个热门的结论:增加二氧化碳而导致的全球变暖对美国气候影响最大的的效果是加州会变得长期干旱且有可能会沙漠化。后来,每当我看到加州缺水及加州山火的新闻,就会想起这一科学研究的成果。

发表于 2024-3-11 05:22:27 | 显示全部楼层

The Temperature of the Lower Atmosphere of the Earth
E. O. Hulburt
Phys. Rev. 38, 1876 – Published 15 November 1931

在Hulburt的论文中,水汽及二氧化碳的垂直分布是给定而不随地面温度变化。所以,他的模式并不包含水汽的反馈机制。但他论文的最后两节提到了其它未被包含物理过程的作用:臭氧的吸收,水汽的反馈,冰雪面和植被对太阳辐射反射率的反馈,等等。他的模式确实也给出了其它一切不变的条件下,仅仅倍增二氧化碳而导致的地面增温会小于1度的结果。在他的模式中,从小于1度上升到4度的原因是对流调整的结果。从这个意义上来说,他是提出对流调整方案的第一人。用现代语言来表达,倍增二氧化碳的结果是大气向外为平衡地气系统所吸收到太阳辐射的向外发射的红外辐射的有效辐射高度增加了。从那有效高度再通过对流调整重新确定低层大气温度时,地面的温度会获得更多的增加。顺便说一句,倍增二氧化碳会导致中层大气降温。所以,上述Hulburt关于对流调整能增强地面温室效应的结果也能直观理解。

Hulburt给出了“4度”的结果。后人的研究对他的模式进行了多个数量级的方方面面的改进或纠正。但最后的结果却还是在他的“4度”结果的附近变化。由于无人可以声称自己的模式是最完美的,由此,相对来说也就无法否定Hulburt的结果。这也是在研究中常遇到的现象。人们只关心你是否获得了新的不同的结果,而不太关心你的结果是否更可靠。哈。

发表于 2024-3-12 01:13:31 | 显示全部楼层

我那论文中介绍完了Hulburt的论文之后,作了如下的总结:

Note that the 4K increase in global mean surface temperature for doubling atmospheric CO2 derived more than 70 years ago conforms to the current consensus derived by much more comprehensive three-dimensional general circulation models. However, the modern theory of global warming attributes major contributions to the feedback mechanisms (such as that due to water vapor) that were absent in Hulburt's model. Many physical numbers (not physical constants) undergo continuous revisions and fine tunings as new influencing factors, better measurements, and more efficient computational tools become available. It is often the fresh and fundamental ideas presented in original papers such the one by Hulburt (1931) that will last for a quite long time.

发表于 2024-3-12 13:21:40 | 显示全部楼层
很想知道一件事儿,假设全球气候确实在变暖,那么这个变暖过程对哪些国家有益,对哪些国家有害?比如对于加州来说显然有害,那么对于加拿大是否有利呢?

点评

你这个问题其实是与全球变暖相关的非常前沿、非常专业、大课题性的大问题了。我并不了解全球变暖方面研究的最新进展。我其实已经有很长、很长时间没有关心全球变暖问题的具体的或前沿性的进展了。我所知道以及以  详情 回复 发表于 2024-3-13 05:51
发表于 2024-3-13 05:51:55 | 显示全部楼层
周华 发表于 2024-3-12 13:21
很想知道一件事儿,假设全球气候确实在变暖,那么这个变暖过程对哪些国家有益,对哪些国家有害?比如对于加 ...


你这个问题其实是与全球变暖相关的非常前沿、非常专业、大课题性的大问题了。我并不了解全球变暖方面研究的最新进展。我其实已经有很长、很长时间没有关心全球变暖问题的具体的或前沿性的进展了。我所知道以及以前及现在所介绍的基本都是与全球变暖、大气物理相关的经典性的(或即教科书式的)最基本内容,多数来自于学生时代的知识积累。
我很长一段时间的研究对象是关于(其它星球的)行星大气物理、空间物理、激光物理等等领域中的一些课题,与全球变暖的气候问题即使有关联也只是一些基本原理上的。我之所以在我的论文中较详细地介绍了Hulburt的经典论文是因为我那篇论文是关于行星大气物理的。(当时)我们对行星大气的观测资料相对于地球大气而言少得可怜,对它们的了解相应也就很少了。我们的前辈物理学家们在许多年前研究地球大气时遇到了类似的境况。温习一下他们对资料短缺障碍的有些处理方法也须也会有助于我们后来者所从事的类似的研究。

点评

我听说过的关于气候变暖最可怕的故事是:气候变暖可以使格陵兰岛的冰雪融化,冰雪融化形成的淡水进入北大西洋后将导致北大西洋温盐循环中断,而这个环流一旦中断将导致小冰河期的到来。如果只是单纯的气温升高则未必  详情 回复 发表于 2024-3-13 16:04
发表于 2024-3-13 16:04:47 | 显示全部楼层
coolboy 发表于 2024-3-13 05:51
你这个问题其实是与全球变暖相关的非常前沿、非常专业、大课题性的大问题了。我并不了解全球变暖方面 ...

我听说过的关于气候变暖最可怕的故事是:气候变暖可以使格陵兰岛的冰雪融化,冰雪融化形成的淡水进入北大西洋后将导致北大西洋温盐循环中断,而这个环流一旦中断将导致小冰河期的到来。如果只是单纯的气温升高则未必是坏事,比如位于南方的加州变成沙漠,而北方的加拿大、西伯利亚等地则变得适宜作物生长,最终对于农业的影响未必是负面的。

点评

嗯。听到过类似的故事,其中应该有不少误解。“单纯的气温升高则未必是坏事”,缓慢升温对农作物生长确实有好处。但升温并非均匀,全球变暖很容易导致不少地方缺水、干旱,以及各类灾害性天气频发。我那同学的科  详情 回复 发表于 2024-3-14 03:40
发表于 2024-3-14 03:40:35 | 显示全部楼层
周华 发表于 2024-3-13 16:04
我听说过的关于气候变暖最可怕的故事是:气候变暖可以使格陵兰岛的冰雪融化,冰雪融化形成的淡水进入北大 ...


嗯。听到过类似的故事,其中应该有不少误解。“单纯的气温升高则未必是坏事”,缓慢升温对农作物生长确实有好处。但升温并非均匀,全球变暖很容易导致不少地方缺水、干旱,以及各类灾害性天气频发。我那同学的科普文章说的就是这事。
此外,海洋环流有两类,分别对应于不同的时间尺度。由风应力驱动的“风驱环流”的时间尺度是几个月至几年。大家常听说的厄尔尼诺现象就是由海洋的“风驱环流”与大气运动的相互作用所产生的。上面所述的由格陵兰岛冰雪融化使海水密度差异而驱动的“温盐环流”的时间尺度是几百年。也就是说,即使真有“小冰河期”的到来而引起全球降温来部分或全部抵消“全球变暖”的增温,那也是在“全球变暖”导致的各类灾难事件发生了几百年之后的事情了。

点评

这么重要的问题现在只能看到定性的分析,好像还没有定量的数值模拟结果。不过最近几年天气忽冷忽热,感觉确实有些异常。  详情 回复 发表于 2024-3-14 16:20
发表于 2024-3-14 16:20:52 | 显示全部楼层
coolboy 发表于 2024-3-14 03:40
嗯。听到过类似的故事,其中应该有不少误解。“单纯的气温升高则未必是坏事”,缓慢升温对农作物生长 ...

这么重要的问题现在只能看到定性的分析,好像还没有定量的数值模拟结果。不过最近几年天气忽冷忽热,感觉确实有些异常。
发表于 2024-4-13 18:52:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 coolboy 于 2024-4-13 18:56 编辑

上一次同学群里关于全球变暖与灾害性天气关系的讨论还有一些后续。今天周末有时间,我就整理之后转发如下:

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L-同学:
应对气候变化的关键行动之一是相关领域的人才培养和科技研发。全球气候变化对生态环境产生了巨大的影响,导致许多地区(包括美国)野火更加频繁。最近NASA举办了野火、气候变化和技术挑战赛,为少数族裔大学(MSI)(包括传统黑人、拉美和部落学院和大学)的教授和学生提供机会,将专业知识与NASA资源结合起来,以增强地球科学和技术能力,支持野火管理。在竞赛的首轮比赛中,参赛者提交报告和视频,描述了他们提出的想法和方法。NASA从中选出了9个半决赛团队进入决赛。
我应邀作为评委(Judge)参加了3月14日在NASA华盛顿总部进行的决赛。最后专家小组根据创造力、技术专长、影响潜力等因素选择了三个来自 California、North Carolina 和Virginia的获胜团队,分别获得10万美元奖金。另有三个后补团队获得了参加 NASA 创新(I-Corps)项目的资格。
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Q-同学:
这几年野火频发,好像没有效的对付办法,损失很大。

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coolboy:
传统的方法应该就是建立一些隔离带以减少损失。刚到美国时,在西雅图读书,当地的前辈华人主动联系我们,组织不少活动:参观波音公司、参观伐木场,等。伐木场人介绍,山火很难完全避免,他们会主动烧掉一些树丛,目的是建立防火带。

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L-同学:
美国近三十年平均每年野火面积是五十年平均的两倍,而且在人口密集的地区增加更快,导致生命和财产的巨大损失和严重的空气污染。加拿大的情形类似。不过由于快速灭火的政策, 中国野火面积呈持平或下降趋势。
除隔离带外,美国进行大规模计划火烧,清除地表可燃物,以减少野火的机会。中国已在西南等地区采用这种方法预防林火。
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Q-同学:
野火带来空气污染的天数每年都在增加。在政府预警的时候我自觉把自己归类为应该呆在室内的人。
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L-同学:
记得2017年有个新闻,将温哥华野火污染和北京雾霾污染做对比。现在国内雾霾少了,但北美的林火污染可能只增不减。

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coolboy:
应该与气溶胶的种类有密切关系。硫化物的气溶胶更容易形成雾霾。限号行车及部分普及电动车会导致雾霾的明显减少。

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X-同学:
你有北美地区野火变化的趋势图吗?
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L-同学:
有许多这方面的分析。我明天我几个有代表性的结果。
这里是北美野火趋势图,根据政府资料绘制。(也有根据卫星资料绘制的趋势,结果类似)。四幅图分别为美国野火面积、美国野火次数、加拿大野火面积和次数、碑诗省(British Columbia Province )野火面积和次数。
美国和加拿大碑诗省总面积呈增加趋势,但次数变化趋势不明显(美国)或减小(碑诗省)。说明平均而言每个野火的面积变大了。
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X-同学:
第一张面积上升趋势明显,第二张次数没有显著增加,与第四张是一致的。第三张的趋势不太显著,估计若能加上近两年的,特别是去年的,数字会上去。
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L-同学:
应该是。去年加拿大野火面积是历史平均的9倍。
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X-同学:
不知这类信息是否能找到全球的,应更能反映出全球气候问题。
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L-同学:
Science期刊有篇文章,分析了卫星资料, 发现全球野火面积在减少。原因是城市化和森林砍伐减少了森杯面积,因而可燃烧物减少了。
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coolboy:
记得亚马孙热带雨林因开发农耕土地而减少的新闻热闹过几次。

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X-同学:
这倒是人类活动影响气候变化的另一个问题了,土地利用或地表状况的变化。
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L-同学:
但有许多研究表明全球许多区域野火增加与气候变化有关。美国负责全球变化影响的环保署将野火上升趋势作为气候变化最重要的指标之一。
亚马逊还是新闻不断。最新的新闻是热带雨林变干草原的不可逆过程的临界时间是2050年。我们争取活到90岁,能见证那个悲剧
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X-同学:
倒是也不矛盾,不同区域会有不同变化趋势,北美的森林应是保护比较好的。
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L-同学:
中国是世界上绿地面积增加的地区之一。
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X-同学:
但原始森林消失不少。
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Q-同学:
谢谢。BC去年的野火挺严重的。除了自然起火,人为的也是主要原因。特别是扔烟头,野炊引发城市附近的野火,对社区威胁最大。真真是“星星之火可以燎原”。
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L-同学:
去年BC和魁北克野火的烟尘给美东造成严重的空气污染。与加拿大全国平均情形不同,BC野火增加趋势明显,苦了当地居民。
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发表于 7 天前 | 显示全部楼层
从统计意义上看,全球变暖必然导致野火上升,只是在哪儿烧起来有点儿随机性。我们中国人一般认为野火也是“火灾”,因此政府都会积极组织灭火。倒是前几年澳洲大火时引入个新观念,说是发生野火是大自然的正常现象,甚至烧烧更健康,有利于植被的更新和生长…… 总之,外国人的脑回路设计的跟我们确实不一样啊。
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