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危機四伏的世界

近幾個世紀，人們越來越多地把定居點選在容易發(fā)生諸如暴風雨、洪水和地震等極端自然現(xiàn)象的地帶。不論是吞噬日本的海嘯，還是席卷紐約的颶風，只有借助智慧、強健的基礎設施，城市才能把自己武裝起來，抵御未來的災難。

蜉蝣不知春秋，而生活在南極的巨型六放海綿卻仿佛能長生不老，它的壽命長達萬年之久。研究人員認為，長壽緣于其耗氧量極低，因而新陳代謝非常緩慢。事實上，這種海綿的生長速度極慢。而且它生活在冰冷的環(huán)境中。它是在數(shù)個世紀的漫長歲月中，逐漸學會適應周圍環(huán)境的生物之一。

同這種體型龐大的海綿一樣，人類居住區(qū)也是生命力恒久的有機體。然而，一方面，人類居住區(qū)聚居的人口占世界人口的比重日益增大，但在適應環(huán)境方面，它們卻并不善于學習。據(jù)發(fā)布的數(shù)據(jù)，從2000年到2012年，因極端天氣而喪生的人數(shù)多達120萬。最大的再保險公司慕尼黑再保險公司的地質(zhì)風險研究部主管Peter Hoppe教授指出，“英國著名經(jīng)濟學家尼古拉斯•斯特恩勛爵曾說過，到本世紀末，（自然災害）造成的損失將占全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%。”他補充道，北美地區(qū)尤其危險，“過去30年間，北美地區(qū)遭遇的自然災害數(shù)量增加了近5倍”。

不久前肆虐紐約的颶風便是其中之一。2012年年底，颶風“桑迪”過境，造成大面積斷電，著名的紐約天際線夜景頓失璀璨。整個大都會地區(qū)只有一小塊區(qū)域幸免于難——即布朗克斯區(qū)的Coop City。當“桑迪”襲擊紐約時，西門子承建的一座4萬千瓦聯(lián)合循環(huán)電廠仍在不斷向Coop City的6萬住戶供應電力和熱水。實現(xiàn)這一點的關鍵要素是一個微型電網(wǎng)——一種實質(zhì)上獨立的電力網(wǎng)絡。

提到颶風“桑迪”，人們至今心有余悸。自然災害的破壞力之大，令所到之處滿目瘡痍。福島（下圖）和紐約市都曾上演這樣的悲劇。

2013年，西門子與紐約市規(guī)劃部門和Arup顧問公司合作，幫助紐約制定了一份電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。這個規(guī)劃指出，今后20年內(nèi)，如果不采取任何保護措施，像“桑迪”這樣的自然災害造成的損失將飆升至30億美元。相比之下，如果對增強電網(wǎng)智能性和強健性的技術進行投資，那么，這樣的損失最多可減少20億美元。紐約已經(jīng)采取了*此類舉措。自2013年6月起，由西門子提供設備的一條高壓直流背靠背輸電線路已將紐約與新澤西電網(wǎng)連接起來。其目的是確保經(jīng)由鋪設在哈德遜河下方的高壓直流電纜從新澤西輸出的6600千瓦補充電力能夠增強紐約的供電安全性。

同時，美國大陸以及夏威夷群島的電網(wǎng)運營商也在依靠西門子技術提高電網(wǎng)的可靠性。譬如，西門子的智能網(wǎng)絡管理系統(tǒng)有助于即時查明網(wǎng)內(nèi)故障、隔離故障并安全地切換輸電線路，從而避免斷電。但停電只是較快引發(fā)一連串混亂的事件。試想，如果某一天，谷歌搜索引擎或網(wǎng)銀系統(tǒng)癱瘓，結果會怎么樣？這樣的事件會令城市居民無法忍受。正因如此，計算中心運營商紛紛依賴西門子系統(tǒng)來保障其電源可靠工作。不止如此，德克薩斯州的谷歌計算中心甚至采用了可再生能源發(fā)電系統(tǒng)。西門子提供的數(shù)臺23千瓦級風電機組為其提供電力。

日本可再生能源發(fā)展現(xiàn)狀。世界各地都面臨著類似的危險。慕尼黑再保險公司地質(zhì)風險研究部編纂的長期統(tǒng)計資料中記錄，除美國之外，還有另一個區(qū)域特別容易受到傷害，那就是亞太地區(qū)。自1980年至今，全球發(fā)生的所有自然災害中，有40%左右在這一區(qū)域。特別是有一次災難，令全世界都為之哀痛：2011年3月，日本發(fā)生的強震和海嘯奪去了約1.6萬人的生命，這場巨大災難還導致福島*核電站核泄漏事故，險些讓那里變成人間地獄。如今，日本只剩兩座核反應堆還在運行。過去，日本國內(nèi)三分之一的電力來源于核電站。直到不久前，日本仍有54座核電站在運轉(zhuǎn)。

盡管首相*極力主張重新啟動核電站，但日本已經(jīng)打算大力發(fā)展可再生能源發(fā)電。日本風能協(xié)會透露，日本計劃到2020年將其風電裝機容量從當前的約260萬千瓦提高到1100萬千瓦。到2050年，日本風電裝機容量將增至5000萬千瓦左右。東京市政府環(huán)境局規(guī)劃部門副主任Shoji Kobayashi表示，“位于日本北部的北海道是建設風電場的理想地點之一。”西門子風電亞太業(yè)務部*執(zhí)行官Kay Weber補充道，“日本是亞太地區(qū)吸引力的風電市場之一。”從2014年夏季開始，西門子提供的6臺容量為3000千瓦的直驅(qū)型風力發(fā)電機將在日本本州島西北海岸投入運行。

地底神龍。日本也深入地底開發(fā)能源。日本環(huán)境省稱，日本地熱發(fā)電量有可能達到3400萬千瓦；目前，日本地熱發(fā)電標稱裝機容量僅為50萬千瓦多點。然而有個問題。日本民間傳說，地底深處住著一條神龍。它一生氣，就會噴出熊熊烈火，搖天撼地。也就是說，在火山噴發(fā)活躍，地殼構造經(jīng)常碰撞的地帶，往往地震活動頻繁。

這些充滿挑戰(zhàn)的地質(zhì)條件要求使用經(jīng)專門改造的蒸汽輪機。因此，舉例而言，西門子的一支團隊正在研制配備了自動關閉系統(tǒng)的優(yōu)化輪機。當發(fā)生地震時，這種輪機可以快速、安全地切換至空閑模式，以避免損害。

不論是在夏威夷（左圖），還是在海底深處（中圖），抑或地熱活躍地帶，堅韌的系統(tǒng)變得日益重要

西門子研究人員也在研制一種經(jīng)改良的實時評價流程，適用于輪機和機車生成的傳感器數(shù)據(jù)。由此得出的信息有助于判定機械負荷、預測故障以及在結構零件損壞之前查明問題等。

歐洲也在大力提高可再生能源發(fā)電的占比。譬如，意大利在其全國能源計劃中設立了到2020年將可再生能源發(fā)電占比從當前的5%提高至17%的目標。

然而，當諸如太陽能電站和風電場等不穩(wěn)定發(fā)電設施并網(wǎng)發(fā)電時，供電波動在所難免。正因如此，未來，類似西門子Siestorage的蓄電裝置將有助于保障平穩(wěn)供電。目前，意大利最大的供電公司Enel公司已在使用Siestorage系統(tǒng)。該系統(tǒng)的蓄電容量為500度，輸出功率最高為1000千瓦。西門子電力系統(tǒng)和蓄電裝置高級*Uwe Fuchs說：“我們的系統(tǒng)是歐洲大型鋰離子蓄電系統(tǒng)。其控制電子裝置可持續(xù)不斷地測定電網(wǎng)電壓和頻率。取決于需求水平，Siestorage既可以儲存來自電網(wǎng)的電力，也可以重新向電網(wǎng)輸送電力。”

投資打造整體解決方案。據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的數(shù)據(jù)，在可預見的未來，礦物燃料仍將在全球能源構成中占據(jù)重要位置。由于其在全球經(jīng)濟中的重要性，2011年，礦物燃料獲得的補貼高達5230億美元，比2010年提高了30%。盡管如此，陸地石油儲量日趨枯竭，現(xiàn)在必須大費周章，花費不菲成本勘探和開發(fā)新的油藏，如海底油藏。為此，挪威的西門子專家正在研制能夠應對極端條件的新技術。其中一項技術是哪怕在海平面以下3000米的地方，也能保持正常工作的可靠電源。

國際能源署認為，石油需求量與日俱增，主要歸因于道路交通的發(fā)展。道路交通產(chǎn)生的二氧化碳占全球二氧化碳總排放量的22%，是繼發(fā)電之后的第二大排放源。有鑒于此，重要的是減輕交通擁堵，開發(fā)更高效的傳動系統(tǒng)和減少二氧化碳排放。在這方面，西門子推出的以環(huán)境為導向的交通管理系統(tǒng)將有所助益，德國許多城市開展的試點項目已經(jīng)證實了這一點。

然而，經(jīng)驗表明，只有當城市投資于整體解決方案時，這些目標才能得以實現(xiàn)。換句話說，這類技術必須結合公交系統(tǒng)、汽車共享服務和低排量汽車的開發(fā)等，多管齊下，才能起到效果?？紤]到2050年，全球人口總數(shù)將達到95億左右，這種一體化解決方案似乎*。居住在城市中心的人口將遠不止65億，并且其中許多人就像今天的人們一樣，將住在沿海地區(qū)以及倍受極端天氣困擾的地帶。到那時，盡可能地提高基礎設施的可靠性和能效，將比現(xiàn)在更為重要。

二氧化碳濃度升高，極端天氣事件頻發(fā)

Peter Höppe教授現(xiàn)年59歲，主要從事氣象學和人類生物學研究，擁有物理學博士學位。目前，Höppe教授在最大的再保險公司慕尼黑再保險集團的地質(zhì)風險研究部/氣候中心擔任主管。此前，他曾在慕尼黑大學的生物氣候?qū)W、應用氣象學和職業(yè)與環(huán)境醫(yī)學等研究領域歷任數(shù)職。Höppe博士也曾在美國耶魯大學和奧地利維也納自然資源與應用生命科學大學開展研究工作。自2007年起，他一直擔任巴伐利亞州政府全球變暖顧問委員會成員。

近年來，美國遭遇了颶風桑迪和卡特琳娜的連番襲擊，德國也于2013年再度發(fā)生嚴重洪災。這些“百年一遇”的極端天氣事件究竟是真的日益頻發(fā)，還是只因為媒體的報道較之以前更為密集？

Höppe：毫無疑問，如今人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)和大眾媒體，獲得更多關于極端天氣現(xiàn)象的信息。這讓我們覺得，這樣的自然災害越來越頻繁。然而，同樣顯而易見的是，造成嚴重損害的天氣事件確實與日俱增。據(jù)我們關于自然災害及其造成損害的全球數(shù)據(jù)庫，過去30年間，極端天氣事件增加了近兩倍。其中，洪災增幅尤為顯著，風暴增速略緩。自1980年至今，風暴數(shù)量已經(jīng)增加了250%左右。另一方面，諸如地震、火山噴發(fā)和海嘯等地質(zhì)災害并無明顯增長。

所有這一切都歸咎于氣候變化嗎？

Höppe：我們無法斷言，某個極端天氣事件僅僅是由于氣候變化造成的。盡管如此，過去30年來，天氣條件的確在不斷變化。我們不能僅憑自然界的氣候循環(huán)，或者至少不能僅憑目前所了解的任何循環(huán)，來解釋這些變化的根源。換句話說，種種跡象有力地表明，在這方面，人為因素導致的氣候變化具有一定影響。此外，涉及的其他因素包括，人口增長和人們越來越多地移居到極端天氣事件易發(fā)地區(qū)。但是，就算考慮到這些因素，人們依然只能以大氣變化來解釋極端天氣事件的頻發(fā)。

天氣模式變得越來越不穩(wěn)定是不是因為大氣變暖？

Höppe：氣候變化是指全球平均氣溫變化。我們所看到的損害主要源于氣候變暖意味著海洋溫度升高。譬如，夏季北冰洋冰層將大面積融化。2012年，北冰洋冰蓋已萎縮至極低點，遠遠超出預期水平。海洋表面溫度變化導致海水加劇蒸發(fā)，正是這些水蒸氣驅(qū)動了全球“天氣機器”加快運轉(zhuǎn)。現(xiàn)在，整個大氣系統(tǒng)蘊含著更大的能量，因為水蒸氣凝結形成云朵的過程中，將釋放蒸發(fā)熱。這些能量為熱帶風暴、雷暴和暴雨等極端天氣事件注入了充足的動力。

有跡象表明，過去15年間，全球氣溫并未升高，這是怎么回事呢？

Höppe：我們面臨的是一個復雜系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，若干種自然氣候循環(huán)與人為因素導致的氣溫或多或少增長相互作用。這意味著會重復出現(xiàn)一些時期，在這些時期內(nèi)難以分辨出人類活動是否引起氣溫升高，或者在幾年內(nèi)全球氣溫實際略有下降。有時候，這種氣溫下降是歸因于其他人類活動的影響。譬如，人們普遍認為20世紀60年代和70年代初期全球平均氣溫降低，是由于當時的空氣污染嚴重。歐洲和北美上空的霧霾遮擋了陽光照射，從而觸發(fā)了輕微的冷卻效應。因此，那時候許多國家都出臺了更加嚴格的環(huán)境法規(guī)，使空氣質(zhì)量得以改善。換句話說，是導致污染的顆粒物排放等其他人類活動過程，掩蓋了溫度升高的事實。

過去10年發(fā)生了什么事？

Höppe：現(xiàn)在，全球氣溫并未像在20世紀80年代和90年代那樣急劇升高。過去10年，拉尼娜事件發(fā)生率異乎尋常的高。拉尼娜事件以及與之相反的厄爾尼諾事件，都是發(fā)生在南太平洋的自然現(xiàn)象，但其影響力卻滲透到幾乎世界每個角落。這種自然波動會引起洋面水溫降低（拉尼娜）或升高（厄爾尼諾）。在發(fā)生拉尼娜事件的年份，全球平均氣溫將略微下降。然而，拉尼娜年份的氣溫卻在逐年升高。事實上，去年是有記錄以來最熱的拉尼娜年。換句話說，我們面臨的情況是，大自然的氣候冷卻循環(huán)與人類活動造成的升溫相重疊，從而遮蔽了人類活動造成升溫的事實。當這個拉尼娜循環(huán)結束時，預計全球氣溫將再度升高。

簡而言之，對于所發(fā)生的天氣變化，海洋具有重大影響？

Höppe：是的。一些研究表明，過去幾年，全球海洋吸納的熱能比以往任何時候都更多。這意味著人類活動產(chǎn)生的額外能量已有部分融入海洋。只要這種現(xiàn)象一直持續(xù)，我們目前就能處于相對有利地位，因為這意味著大氣升溫不那么快，從而減緩全球變暖造成的天氣變化進程。然而，這些熱能依然存在于自然系統(tǒng)中，只不過是儲存在海洋里。當溫度有所升高的海水從海底深處上升到海面時，它將重新把熱能釋放到大氣中。因此，我們可以暫時贏得一些時間，但并不能阻止整個過程。關于這一點，依然有許多疑問尚待解決。氣候研究人員知道，所涉及的復雜交互作用，令他們的所有理論都變得有些不確定。

太陽輻射波動會不會嚴重影響氣溫？

Höppe：太陽輻射具有周期性波動特點，最短周期約為11年。目前，我們正處于太陽活動高峰期，然而其活動仍非常微弱。太陽活動周期對全球平均氣溫的影響很小，還不到0.1攝氏度。此外，有研究表明，哪怕今后幾十年這種微弱的太陽活動一直持續(xù)，其影響仍將微不足道。從根本上講，微弱的太陽活動永遠不可能抵消全球變暖趨勢。

未來將發(fā)生多少次嚴重洪災和像桑迪這樣的風暴？

Höppe：這很難預料。顯然，過去30年北美發(fā)生了巨大變化。在這片大陸上，造成嚴重損害的極端天氣事件增速較為迅猛。過去30年，降臨北美地區(qū)的破壞性天氣事件增加了近4倍，包括各種類型的極端天氣事件，從暴風雪，到森林火災，再到龍卷風、熱帶風暴以及洪災和干旱。相比于亞洲和歐洲，龍卷風在美國更為常見，因為這里沒有連綿的群山，無法阻止從北極刮來的寒流與來自亞熱帶的暖流交匯。因此，北美堪稱氣候變化實驗室，在這里，可以觀察到氣候變化最嚴重的影響。

歐洲和亞洲人民應該擔心什么？

Höppe：歐洲發(fā)生的極端天氣事件數(shù)量僅多于南美。在這兩個大陸，日益增長的極端天氣事件主要是熱浪和干旱，不過，暴雨也將越來越多。這一趨勢已經(jīng)很明顯。一項研究發(fā)現(xiàn)，今后30年，“50年一遇”的洪災將變成“20年一遇”。此外，夏季也將發(fā)生更多雷暴天氣。在其他大陸，氣候變化將主要對熱帶風暴造成影響，譬如，美國的颶風和亞洲的臺風。有顯著跡象表明，氣候變化將令這些風暴變得越來越兇猛，因為氣候變化導致風暴從更高濃度的水蒸氣里獲得了更大能量。這并不意味著風暴將變得越來越頻繁，但卻意味著*風暴的比例會增加。

預計在本世紀余下的時間里，極端天氣事件將造成什么樣的損害？

Höppe：在歐洲，極端天氣事件造成的損害仍將在可控范圍內(nèi)；保險制度將能彌補損失。專家認為，今后30年，夏季風暴在德國造成的財物損失將增加30%左右——或者說，每年增加1%。在氣候已經(jīng)陷入不穩(wěn)定狀態(tài)的地區(qū)，情況則有所不同。譬如，印度擔心，氣候變化可能從根本上改變季風的性質(zhì)。特別是，如果印度季風變得更加強勁，或者消失無蹤，將帶來巨大災難。英國著名經(jīng)濟學家尼古拉斯•斯特恩勛爵預計，如果不采取大刀闊斧的舉措來遏制氣候變化，那么，到本世紀末，極端天氣事件造成的損失將占全球國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%。目前看來，人們仿佛不會采取這樣的舉措。發(fā)展中國家的人民受害最深，因為許多發(fā)展中國家的氣候已經(jīng)非常惡劣。因此，哪怕輕微的變化也會威脅到全國人民的生存。此外，這些國家的人民無力作出必要的調(diào)整。我們成立的慕尼黑氣候保險倡議（MCII）組織正在將保險解決方案納入氣候談判，這樣的解決方案有助于發(fā)展中國家作出調(diào)整。

受影響地區(qū)還能做些什么，以做好更加充分的準備？

Höppe：即便我們立即采取極其激進的氣候保護舉措，目前也無法阻止氣候變化。我們只能減緩這個進程，并適應將要發(fā)生的變化。譬如，就防洪舉措而言，還有許多工作要做。我們也需要建立熱浪預警系統(tǒng)，并應在諸如醫(yī)院和養(yǎng)老院等場所，加大力度投資部署樓宇管理系統(tǒng)和空調(diào)系統(tǒng)。你或許還記得，2003年，席卷歐洲的熱浪奪去了7萬人的生命。美國應當加強其建筑法規(guī)，以確保在發(fā)生風暴時提供更好的保護。此外，應當勸導人們不要在海邊修建房屋，而應在這里建造專門的緩沖帶。

如果我陷入沉睡，并且今后50年里全球變暖趨勢并未得到緩和，那么，當我在2063年醒來時，世界將變成什么樣？

Höppe：如果你是在德國醒來，你最想要的東西將是空調(diào)，因為像2003年7月那樣熱不可耐的熱浪，將在歐洲成為習以為常的天氣。過去，像2003年7月那樣的天氣每隔500年才會出現(xiàn)一次。然而，當前的氣候模型預測，像2003年那樣的炎熱夏季很可能大幅增加，到本世紀中葉，可能每兩三年就會發(fā)生一次。南部地區(qū)的情況更糟，在這里，氣候變化已經(jīng)危害到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。如果這些地區(qū)的情況得不到改觀，那么，從長遠上看，所有人的生存都將陷入困境，許多人將被迫背井離鄉(xiāng)。他們將朝著生活質(zhì)量仍相對較好的地區(qū)遷徙。這繼而將在遷徙地引起政治緊張和安全問題。糧食生產(chǎn)也是一個重大問題，譬如農(nóng)作物種植將從美國向加拿大轉(zhuǎn)移。氣候變化將令俄羅斯獲益匪淺。俄羅斯幅員遼闊，很可能成為“世界谷倉”。目前，由于氣候寒冷，俄羅斯的許多土地并未用于耕種。