[科普中国]-气候资源

定义

气候资源是一种宝贵的自然资源，可以为人类的物质财富生产过程提供原材料和能源。是指能为人类经济活动所利用的光能、热量、水分与风能等，是一种可利用的可再生资源，也是我国的十大自然资源之一。包括太阳辐射、热量、水分、空气，风能等。

形成因子气候资源的形成因子不等同于气候的形成因子，而是比其更复杂。因为气候只是气候资源的来源与基础。气候还必需同一定的社会因子结合起来，才能转变为资源。从70年代起，世界气象组织开始将气候看作是气候系统的产物。气候系统包括大气、海洋、大陆、冰雪圈与生物圈等成分及其相互作用。换言之，气候是地表层五大自然圈层相互作用的产物。当前人们所熟知的太阳活动、海温、地温、温室效应、厄尔尼诺现象等都只是这个庞大的系统中的一些突出的环节。其中任何一个环节的异常现象都有可能对气候系统有所冲击，进而影响到气候的异常；但是却不能决定整个系统的运转，或者对气候异常起决定性影响。当前，对气候系统各成分及其相互作用尚没有进行全面和精确诊断分析和作出预测的客观条件，这也是气候预报的准确率难以迅速提高的原因。但是，同样的气候却可以有相差很大的利用效益，甚至也可能转变成为灾害。这主要决定于人们拥有的技术条件(如水利工程、作物品种等)和所采取的决策与管理措施是否正确和得力。这就说明了气候从一种自然现象转变成为一种资源是完全离不开社会因子的作用的。

因此，气候资源的因子是一个既包含许多自然因子，又包括许多社会因子在内的庞大系统。至今人们还没有能完全弄清这一系统的各个成员及相互联系。因此，只能采取一些简化的办法。比如，进行理想化处理。如计算某种资源的潜力时，假设其它生产条件与资源均达到理想要求，只估计某一种气候资源量所能达到的产量极限。如竺可桢估计光能在农业生产上的潜力。他认为，在每年只用一个季度的辐射量，光能效能以1%计，则长江流域单季水稻每亩可得941市斤产量。如提高光能效能达3%，则每亩可得2823市斤产量。虽然这些简化的办法只能在一定条件下粗略描写气候资源的分布与丰度，但对于这一资源的数量仍可给出一个基本的概念，对于规划与管理这一资源都是很有用的。

气候资源则指能为人类合理利用的气候条件（如光能、热能、水分、风等）。2

气候资源的基本属性气候资源概念的提出，其实已经包含了对气候资源基本属性的认定，即气候资源是一种自然资源。但是，由于目前我国环境保护与自然资源法学研究界对气候资源还没有给予关注，研究者寥寥可数，还没有形成“气候资源”的意识。准确认识气候资源的基本属性对气候资源保护立法具有决定性的意义，这不仅决定气候资源是否可以接受法律手段的调整与规范，也决定对气候资源保护立法采用何种方式。气候资源是一种自然资源，这是因为它具有自然资源的3种基本属性，即自然性、社会性和价值性。

(一)气候资源的自然性首先，气候资源分布于大气圈中，表现为自然物质和能量，是自然过程所产生的天然生成物，没有凝结抽象劳动，是非劳动产品。其次，气候资源具有整体性。气候资源是整个生态体系中极为重要的一部分，它与其他自然资源互存相连，共同构成庞大、复杂、流动、互相影响和联系的生态体系，“在一定时间内，即使气候的微小变化也能引起生态系统成分的巨大变化”，“气候变化导致的气温和降水模式的改变是造成生态系统和人文系统脆弱的主要原因之一”。

(二)气候资源的社会性气候资源的社会性是围绕其开发利用活动呈现出来的，主要表现如下。

1.气候资源开发利用需要信息和技术的支持

气候成为一种资源，其发展过程充分表明了气候资源与信息和技术的密切关系。以前，人们只懂得去适应气候条件，而随着工业革命的到来，人们懂得了开发利用气候资源。气候资源信息的获得帮助人们在农业、建筑、交通、旅游、能源行业获取了丰厚的经济效益，不断研发的先进技术设备促使气候资源的潜能得到巨大发挥。风能、太阳能开发利用是最典型的例子。

2.气候资源需要人们综合开发利用

从其自身来看，光、热、水、风、空气等气候因子互相影响、互相制约构成一定地域不同的气候资源类型；另一方面，气候资源与河流、土壤、植被、生物等构成一个统一体。气候资源与土地资源依存，形成不同性质和地貌的土地，即“鱼米之乡不同于沙漠是由于降水量的不同，热带雨林不同于荒芜的冻原在于温度条件的不同”。因此，在开发利用时，为了保持生态平衡、获得最优效益，往往需要综合利用。

3.气候资源需要规模开发利用

气候资源密度低、分布广，不论是农业气候资源、旅游气候资源还是气候能源(风能、太阳能)的开发利用都必须有相当的规模，才会获得持久的收益。

4.气候资源开发利用活动需要进行公共决策

气候资源乃人类共有的财富，关系到地球上所有生命的生存和发展，不适当的开发利用有可能招致生态灾难，因而决策应当相当谨慎，应当是公共决策。2006年我国政府正式将“合理开发利用气候资源”纳入了《国民经济和社会发展第十一个五年规划》，意味着气候资源的开发利用正式进入公共决策体系。

5.气候资源开发利用活动具有外部性特征

外部性是指某个微观经济单位的经济活动对其他微观经济单位所产生的非市场性的影响。其中，对受影响者有利的外部性影响被称为外部经济性，对受影响者不利的外部性影响被称为外部不经济性。外部不经济性是自然资源开发利用活动中难以克服和避免的问题，主要表现为给他人增加成本的资源破坏、环境污染等侵权行为。气候资源相对于传统化石能源而言是清洁能源，不会排放污染物，但是其他破坏资源、环境与生态的外部不经济性问题同样不可避免。譬如，大规模改变降水的分布，有可能带来严重后果，因为“空中水资源是大气环流的一个组成部分，特别是水汽输送通道上水汽含量的改变，不仅可能影响当地的天气气候条件，而且可能对下游地区产生巨大的影响”；应用风能发电时会出现占用土地、产生噪音等现象。当然，气候资源开发利用中也会带来外部经济性，譬如，利用风能发电的风车往往成为当地一道亮丽的风景线。

6.气候资源开发利用活动影响人类社会的存在和发展

不同的气候资源造就了不同的国度，拥有并且合理开发利用优良气候资源的国度往往是富庶发达的，而气候资源贫瘠恶劣的国度往往是贫穷落后的。气候资源是人类生存和发展的自然基础，严重破坏气候资源将导致不可逆转的灾难。历史上许多文明古国的消失已经证明了这一点。

(三)气候资源的价值性自然资源是价值体，效用性、稀缺性是其价值的自然基础，市场交易是实现其价值的社会基础。气候资源同样具有以上3种特性。

首先，气候资源具有效用性。所谓效用性就是为人们所需要。气候资源是地球上生命现象赖以产生、存在和发展的基本条件，也是人类生存和发展工农业生产的自然物质和能源。气候资源为人们所需要的事实几乎无庸论证。

其次，气候资源具有稀缺性。稀缺性是自然资源的固有特性，即自然资源相对人类的需要在数量上的不足。气候资源通常被当作恒定资源或非耗竭性资源，认为他们在自然中大量存在，无论如何使用其总量也不会减少且无污染或少污染，也就是说取之不尽，用之不竭。“然而，人类利用恒定资源的经济技术水平有限，开发利用量也极为有限”。“对各种可更新资源，如太阳能、潮汐能、风能，已估算过它们的最大自然能量潜力，得出的可得性数字显示出非常美好的前景。但这种估计并无多少实际意义，现实中的可得性取决于人类把这些潜力转换为实际能源的能力，取决于人类是否愿意承担这样做的代价和成本，包括对环境退化的代价”。因此，与人类对气候资源开发利用无限大的需求相比，由于受认识水平、科技能力和成本投入等条件的限制，气候资源实际可开发使用量其实是很有限的，是不能完全满足人类的需求的。另外，当代和未来急剧增长的人口与一定的气候资源之间存在的消耗与供给的矛盾，气候资源在地域、时间分布上的不均匀性、变异性、不可储存性等自然特性与人类对它普遍需求的矛盾，气候资源破坏严重与人们对优质气候资源需求增多之间的矛盾以及气候资源开发利用市场主体之间争夺产权的矛盾等。凡此种种都促使气候资源稀缺性表现得更为明显和现实。

至于气候资源是否能够交易，从目前《可再生能源法》来看，国家已经明确规定要推动可再生能源市场的建立和发展，该文件中规定的可再生能源就包括了风能、太阳能。事实上，风力发电经营特许权交易正在中国市场上扩展。可以预见，将来还会有更多的气候资源逐步进入交易市场。正如学者指出，随着人类经济体系在结构和功能上的日臻完善，许多原来被认为没有价值和价格且在经济过程中不起主要作用的物品或服务现在变得越来越重要，如空气、阳光等。同时，随着人类社会经济活动的加剧使得这些资源具备了“稀缺性”，价值的交换和转移也就成为可能。3

开发利用利用气候资源最广泛的是：农业、建筑业、交通运输、商业、旅游、医疗等部分。

气候资源与其它资源不同，不能进入市场交易。在各种自然资源中，气候资源最容易发生变化，且变化最为剧烈。有利的气候条件是自然生产力，是资源；不利的气候条件则破坏生产力，是灾害。利用恰当，气候资源可取之不尽，但在时空分布上具有不均匀性和不可取代性。故对一地的气候资源要从实际出发，正确评价，才能得到合理的开发利用。

监测评估水资源是关系国家经济安全的重要战略资源，气候变化对我国北方地区水资源可持续利用的影响和未来气候变化对策研究，是对水资源及其可持续利用具有方向性、战略性意义的基础工作。目前我国除少数地区外，都面临淡水资源紧缺的严重局面。我国受季风系统影响，水资源总量有明显的年际和年代际变化，其变率可达总量的20%以上，局部区域的变化更可到100%以上。由于人们对气候系统的认识还十分有限，对未来气候变化预测的可靠性离要求还有很大距离。因此当前亟需深入开展气候变化的科学研究，认识气候变化对水资源影响的机理，预测水资源的未来演化趋势，对水资源开发利用进行科学的综合规划，产生最佳的经济效益和生态效益。当温室气体在大气中增多时，会使大气吸收能力增加，从而导致全球气候变暖和天空云量增加，可能会增大散射辐射，并可能严重影响太阳能集热器的作用。

近30年来，我国大部分地区太阳总辐射和直接辐射均呈减少趋势，在排除了云的影响后，对太阳辐射的统计也得出了类似的结果。对云量和地面能见度近30年的变化规律的统计分析发现，中国大部分地区的能见度呈下降趋势，但云量的变化并不明显，大气浑浊度和大气中的悬浮粒子浓度增加是引起辐射量下降的原因之一。因此，太阳能资源并非一成不变，急需进行重新计算，研究气候变化对太阳能资源的影响，以适应太阳能利用的要求。随着风电的增长，对风的预报也成为风电上网调配的主要因素，目前美国加州正在进行对风场的预报系统，并将进行一个月的预报。在丹麦， Riso 也在研究，目前对2个供电公司提供预报服务，该服务对风预报的精确性有很大改进。我国也应着手研究风能预报系统。全球气候变化可能导致水、风能、太阳能等气候资源的变化，开展气候变化对水、风能、太阳能等气候资源的影响研究，可以为气候资源的开发、规划、建设和运行提供必要的预警和决策建议。应在分析常规气象资料基础上，利用高分辨地理信息、卫星遥感及垂直高分辨边界层探测综合系统，实施资料同化处理以及采用中尺度细网格模式，建立风能、太阳能等气候资源的监测评估系统，评估气候资源未来演化趋势及对环境、生态和社会经济系统的影响。3

保护条例《中华人民共和国气象法》

第三十二条 国务院气象主管机构负责全国气候资源的综合调查、区划工作，组织进行气候监测、分析、评价，并对可能引起气候恶化的大气成分进行监测，定期发布全国气候状况公报。

第三十三条 县级以上地方人民政府应当根据本地区气候资源的特点，对气候资源开发利用的方向和保护的重点作出规划。

第三十四条 各级气象主管机构应当组织对城市规划、国家重点建设工程、重大区域性经济开发项目和大型太阳能、风能等气候资源开发利用项目进行气候可行性论证。3

我国气候资源的基本特征太阳能资源**太阳能资源丰富、光合生产潜力高。**中国的太阳能资源除川黔地区外，其余大都相当或超过国外同纬度地区，与美国相当，略高于日本。高值和低值中心处于22～35°N之间。即青藏高原高值中心，其南部光能接近世界上最丰富的撒哈拉沙漠，拉萨有“日光城”之称。低值中心出现在四川盆地。我国主要农业区，作物生长期间的光合有效辐射量多，为作物高产提供了充足的光能。青藏高原生长期短，能为植物提供的光合有效辐射量为全国最低。

热量带亚热带和温带**热量带多，亚热带和温带面积大。**中国是世界上热量带最多的国家，由南往北相继出现热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带、北温带。青藏高原还有高原温带、高原亚寒带和高原寒带。中国东部主要农业区面积较大，其中亚热带和中、南温带约占全国陆地总面积的42.5%，其热量与美国主要农业区相近似。≥10℃积温，在40°N地区比日本略多，与地中海气候地区相近；在30°N地区，比地中海气候地区多500℃，比西亚、南亚、非洲等地少600～1000℃。

季风气候显著影响热量资源的季节变化十分明显，大部分地区四季分明，农事活动依赖节气的更迭十分敏感。中国东部与世界同纬度相比，冬季过冷，夏季偏热，而且纬度越高越明显，冬季比夏季突出。夏季偏热，一年生喜温作物（水稻、玉米等）可种植在纬度较高的东北地区，有利扩大喜温作物种植面积和提高复种指数。但冬季过冷，却使越冬作物或多年生亚热带和热带经济果木林的种植北界偏南。这一热量特点也是形成我国种植制度多样性的原因之一。

下垫面复杂多样造成了气候资源的再分配中国山地丘陵约占全国面积的2/3。境内地形复杂，较大山脉的走向、地形起伏、加上离海远近等因素的影响，造成了光、热、水资源的重新分配与组合，使得有些地区非地带性的影响超过地带性影响。有出现“气候区地”现象和“十里不同天”的说法。例如，西南部金沙江河谷的巧家、华坪、元谋一带，虽处于中亚热带范围，但却出现南亚热带气候，≥10℃积温高达7000～8000℃，最冷月平均气温在12℃以上，全年基本无霜。又如地处低纬高原的云南，由于纬度增加和海拔高度增高相一致，使南北不到10个纬距的范围内相继出现热、温、寒带的气候及相应的植被。一般在海拔2300～2500米的高寒区，以耐寒作物为主，1300～1500米高度为中温带，为一年一熟或二年三熟区；1300米以下为低热带，为一年二熟或三熟区。中国境内有些东西走向或东北—西南走向的高大山脉，对北来冷空气和南来暖湿气流有显著的屏障作用，是山体两侧水热状况显著差异的分水岭。例如大兴安岭两侧年平均气温相差2～4℃，≥10℃积温相差300～1000℃，年降水量可相差100～200毫米，成为由农区向牧区的过渡地带。天山山脉成为新疆分割为干旱南温带和干旱中温带的天然分界线。秦巴山系是标志中国南方与北方气候的分界线，也是水分盈亏平衡为零的界线，它标志北方旱地农业与南方以水田为主的农业的交接带，又是作物是否休眠越冬的分界线。尤其是该山体的屏障作用使四川盆地冬暖十分显著，盆地1月平均气温比东部平原同纬度地区偏高3～4℃，≥10℃积温多300～500℃，无霜期多40～60天，若经海拔订正后的增温效应，则相当于使四川盆地南移5个纬距的位置。山区的热量资源随海拔高度的变化很明显。一般每升高100米，年平均气温下降0.51℃，≥10℃积温减少170℃，生长期约减少4～6天。

特殊地形的热量效应**也不可忽视。**例如亚热带山区的一些山腰，冬季有逆温现象，多存在暖带和温暖小区；一些大的水体（湖泊、水库），对周围有调温效应，这都有利于果林和作物避寒越冬。但在低凹地形，冷空气易堆积在谷底，形成冷空气“湖”，使作物易发生霜冻害。

降水资源分配不均衡干湿界线与等降水量线相近与全球比，我国降水量不算丰富。粗略估计，中国平均年降水量约为648毫米，较全球陆地平均年降水量800毫米约偏少19%，比亚洲平均年降水量740毫米偏少12%，在纬度相同的日本、朝鲜某些地区的年降水量比我国要多。中国降水的主要水汽来源于太平洋，年降水量的分布趋势自东南沿海向西北内陆递减，等雨量线大体呈东北—西南走向。按这一走向的年降水量400毫米等值线相当于半干旱与半湿润地区的分界线；250毫米年降水量等值线又相近于干旱与半干旱的分界线；横穿东部的900毫米年降水量等值线是东部地区半湿润与湿润地区的分界线。

降水量的区域分布极不均衡。西北内陆流域面积占全国总面积的36.4%，年平均降水量仅为164毫米，全年总降水量只占全国的9.5%；而我国东南部外流流域面积占全国总面积的63.7%，平均年降水量达896毫米，其全年总降水量占全国的90.5%。

中国降水量夏季多、冬季少，这是季风气候的一个重要特征。各地降水季节分配的差异很大，尤其北方雨季短，降水明显地集中于夏季。因此，采取季节调水措施是防旱的重要对策之一。

雨热基本同季夏季光、热、水共济，气候生产潜力大中国大部分地区气温与降水的季节变化基本同步，这是农业气候资源的一种优势。夏季温高雨多，光合有效辆射量大，为植物旺盛生长提供了十分有利的条件，气候生产潜力高。各地雨热同季的情况有所不同，中国北方，春季升温快，夏季温度高，6～8月≥10℃积温占全年的50%以上，同期降水量占全年的60%以上。江淮及其以南地区，6～8月≥10℃积温和降水量均占全年的30～40%，雨热同季时间长，故复种指数高。云南和青藏高原地区，年内气温变化较平缓，降水集中程度高于温度，水热配合稍差，如云南6～8月积温只占全年的20～30%，但同期降水量占全年的60%以上；青藏高原6～8月积温占全年的55～65%，同期降水量占全年的60～80%。

热量和降水量的年际变化较大，易发生低温冷害或旱涝。据著名气象学家竺可桢先生考证，中国在5000年的历史长河中，有多次的冷期和暖期，曾造成农牧界线南北来回推移；历史时期气候冷暖变化也曾引起单、双季稻的种植界线南北变动两个纬距。近百年来，我国≥10℃积温变化有7～8年和2～3年的周期波动，尤以8年周期最明显。本世纪初期各地积温偏少，30年代中期开始增多，至50年代达到最高，随后逐渐下降，在60年代中期曾有一短暂的回暖过程，目前在平均值左右摆动。近30年间，各地最暖年与最冷年的热量状况之差是：≥10℃积温的差值约在500～1100℃之间；≥10℃持续日数的差值在30～60天之间。≥10℃积温相对变率（积温距平绝对值的多年平均与平均积温的百分比）是，青藏高原为4～5%，东北、华北北部及西北地区大于3%，华南及云南南部小于1.5%。热量资源不稳定，可导致农业不稳产。例如，黑龙江省高温年与低温年的积温偏差平均为±300℃左右，这个变化幅度可导致产量增产或减产30%左右。2