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百年气候变化 人类难辞其咎

时间:2019-05-31 10:12来源:科学网 作者:任芳言
虽然20世纪以来,工业和建筑业发展一直在增加大气中的温室气体,不过全球的温度变化经历了一个来回波动的过程。
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  一个世纪之前,欧美发展工业产生的烟尘导致了北极变暖。图片来源:GETTY IMAGES
  虽然20世纪以来,工业和建筑业发展一直在增加大气中的温室气体,不过全球的温度变化经历了一个来回波动的过程——从1915年起飙升了30年,又在20世纪50年代之后稳定了20多年,之后又开始攀升。数十年来,科学家将这些波动归结为地球内部的变化,特别是一种准周期性的温度波动现象:大西洋多年代际震荡(AMO),被人们视作气候的“起搏器”,特点是持续一个较长周期的海洋温度变化。但现在,人们越发质疑这个“起搏器”的称呼是否恰如其分。
  英国牛津大学的气候科学家Karsten Haustein等人本月发表了一项研究,指出全球气候的波动可能与AMO并无直接关联。在排除雾霾等因素对陆地和海洋的影响以及温度记录中的缺陷后,Haustein和同事发现温室气体和大气污染才是20世纪气候变化的主要原因。他表示,AMO不太可能形成人类未知的周期性,这意味着未来由人类活动造成的气候变暖也不会因为AMO而抵消。
  也有研究者认为,Haustein等人低估了AMO的作用,“尽管有时它在全球范围内的作用并不像想象得那么大”,美国科罗拉多州国家大气研究中心的气候科学家Kevin Trenberth指出。
  AMO是指研究者观测到北大西洋的海面温度会从异常温暖变为寒冷,并在20年至60年后再逐步回升的过程,古代的气候变化也似乎有类似的波动。研究人员推测,大西洋洋流输送带的周期性变化是这一现象产生的原因。爱丁堡大学的统计气候学家Gabriele Hegerl表示,为什么会产生这样的周期性变化,并且有降温和升温的过程,这些都还没有人能解释清楚。而且证明这一周期性现象的证据正在慢慢消失,“这是更加难以防止的”。
  2012年,英国气象局哈德莱中心的气候科学家Ben Booth曾在《自然》上撰文,开始了对AMO这一现象的怀疑。上世纪50年代,大气层的污染、雾霾或气溶胶开始增厚,这可能会直接影响到海洋的温度升降,而不需要借助AMO。一些此前发表的独立研究模型也获得了类似结果。
  而且,大多数全球气候模型都无法复原AMO带来的气候波动,“除非研究者考虑到化石燃料燃烧产生的烟尘和硫酸盐等污染物带来的影响”。美国迈阿密大学的气候科学家Amy Clement表示。
  现在似乎有理由认为,人类活动以及火山喷出的气溶胶是整个20世纪气候变化的最主要原因。Haustein与合作者调整了一个相对简单的气候模型,用来解释这样一个事实:大多数污染来自陆地,并且陆地比海洋以更快的速度加热和冷却,而北半球的土地比例更高。他们更倾向于支持火山爆发带来的冷却效应导致了气温波动。Booth没有参与Haustein等人的研究工作,但他对这一说法表示赞同:“我们已经知道气候模型对火山爆发有很强烈的反应。”
  Haustein等人还对全球温度记录进行了调整,因为海洋温度的测量方式也要被考虑在内。在第二次世界大战期间,英国测量海水温度的方法是在水桶中测量,而美国则是测量水通过船舶进水阀的读数,前者比后者普遍要高。Haustein等人发现,即便人们试图修正这种误差,但结果还是不尽如人意。因此,他们利用海岸线和岛屿气象站的数据进行纠正。为了在建立的气候模型中输入正确的温度记录,该团队使用了为下一次联合国气候报告专门提供的温室气体和气溶胶数据记录,包括历史上火山爆发、太阳周期和太平洋厄尔尼诺现象的记录。
  研究人员将模拟气候与调整后的温度记录进行比较,发现多年代际变化只能解释其中的7%,反倒是来自工业的烟灰是导致20世纪初气候变暖的主要元凶。这些烟尘飘到北极,让雪的颜色变暗并吸收更多的阳光。二战后,来自发电厂的硫酸盐雾霾增加,这一成分具有反光的效果,阻止了温室气体上升引起的潜在变暖,而20世纪70年代开始控制污染,让升温进一步加速。
  Booth表示,这是一个令人信服的说法,但如果研究团队采用其他合理的关于气溶胶影响气候的假设,情况可能大不相同。Trenberth认为该团队对温度记录的修正让气候模型更好和不确定记录相匹配。“实际记录的确存在相当大的摆动空间。”他表示。
  Haustein表示,研究团队为了解释20世纪的气候变暖问题,专门量身定制了气候模型。“我们所做的只不过是使用了最具物理一致性的数据”,研究团队运行的模型时间范围从1500年到2015年,结果显示与古代气候记录相匹配,包括欧洲的小冰河时代。
  如果大洋的震荡不会影响气候,那么未来也不太可能出现海洋降温,从而解决全球变暖的问题。但若AMO真的站不住脚,研究者可能会更快预测到将要发生的事情。“我们将来会得到的其实是我们一手造成的。”Haustein表示。


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(责任编辑:admin)


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