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百年氣候變化 人類難辭其咎

時間:2019-05-31 10:12來源:科學網 作者:任芳言
雖然20世紀以來,工業和建筑業發展一直在增加大氣中的溫室氣體,不過全球的溫度變化經歷了一個來回波動的過程。
  一個世紀之前,歐美發展工業產生的煙塵導致了北極變暖。圖片來源:GETTY IMAGES
  雖然20世紀以來,工業和建筑業發展一直在增加大氣中的溫室氣體,不過全球的溫度變化經歷了一個來回波動的過程——從1915年起飆升了30年,又在20世紀50年代之后穩定了20多年,之后又開始攀升。數十年來,科學家將這些波動歸結為地球內部的變化,特別是一種準周期性的溫度波動現象:大西洋多年代際震蕩(AMO),被人們視作氣候的“起搏器”,特點是持續一個較長周期的海洋溫度變化。但現在,人們越發質疑這個“起搏器”的稱呼是否恰如其分。
  英國牛津大學的氣候科學家Karsten Haustein等人本月發表了一項研究,指出全球氣候的波動可能與AMO并無直接關聯。在排除霧霾等因素對陸地和海洋的影響以及溫度記錄中的缺陷后,Haustein和同事發現溫室氣體和大氣污染才是20世紀氣候變化的主要原因。他表示,AMO不太可能形成人類未知的周期性,這意味著未來由人類活動造成的氣候變暖也不會因為AMO而抵消。
  也有研究者認為,Haustein等人低估了AMO的作用,“盡管有時它在全球范圍內的作用并不像想象得那么大”,美國科羅拉多州國家大氣研究中心的氣候科學家Kevin Trenberth指出。
  AMO是指研究者觀測到北大西洋的海面溫度會從異常溫暖變為寒冷,并在20年至60年后再逐步回升的過程,古代的氣候變化也似乎有類似的波動。研究人員推測,大西洋洋流輸送帶的周期性變化是這一現象產生的原因。愛丁堡大學的統計氣候學家Gabriele Hegerl表示,為什么會產生這樣的周期性變化,并且有降溫和升溫的過程,這些都還沒有人能解釋清楚。而且證明這一周期性現象的證據正在慢慢消失,“這是更加難以防止的”。
  2012年,英國氣象局哈德萊中心的氣候科學家Ben Booth曾在《自然》上撰文,開始了對AMO這一現象的懷疑。上世紀50年代,大氣層的污染、霧霾或氣溶膠開始增厚,這可能會直接影響到海洋的溫度升降,而不需要借助AMO。一些此前發表的獨立研究模型也獲得了類似結果。
  而且,大多數全球氣候模型都無法復原AMO帶來的氣候波動,“除非研究者考慮到化石燃料燃燒產生的煙塵和硫酸鹽等污染物帶來的影響”。美國邁阿密大學的氣候科學家Amy Clement表示。
  現在似乎有理由認為,人類活動以及火山噴出的氣溶膠是整個20世紀氣候變化的最主要原因。Haustein與合作者調整了一個相對簡單的氣候模型,用來解釋這樣一個事實:大多數污染來自陸地,并且陸地比海洋以更快的速度加熱和冷卻,而北半球的土地比例更高。他們更傾向于支持火山爆發帶來的冷卻效應導致了氣溫波動。Booth沒有參與Haustein等人的研究工作,但他對這一說法表示贊同:“我們已經知道氣候模型對火山爆發有很強烈的反應。”
  Haustein等人還對全球溫度記錄進行了調整,因為海洋溫度的測量方式也要被考慮在內。在第二次世界大戰期間,英國測量海水溫度的方法是在水桶中測量,而美國則是測量水通過船舶進水閥的讀數,前者比后者普遍要高。Haustein等人發現,即便人們試圖修正這種誤差,但結果還是不盡如人意。因此,他們利用海岸線和島嶼氣象站的數據進行糾正。為了在建立的氣候模型中輸入正確的溫度記錄,該團隊使用了為下一次聯合國氣候報告專門提供的溫室氣體和氣溶膠數據記錄,包括歷史上火山爆發、太陽周期和太平洋厄爾尼諾現象的記錄。
  研究人員將模擬氣候與調整后的溫度記錄進行比較,發現多年代際變化只能解釋其中的7%,反倒是來自工業的煙灰是導致20世紀初氣候變暖的主要元兇。這些煙塵飄到北極,讓雪的顏色變暗并吸收更多的陽光。二戰后,來自發電廠的硫酸鹽霧霾增加,這一成分具有反光的效果,阻止了溫室氣體上升引起的潛在變暖,而20世紀70年代開始控制污染,讓升溫進一步加速。
  Booth表示,這是一個令人信服的說法,但如果研究團隊采用其他合理的關于氣溶膠影響氣候的假設,情況可能大不相同。Trenberth認為該團隊對溫度記錄的修正讓氣候模型更好和不確定記錄相匹配。“實際記錄的確存在相當大的擺動空間。”他表示。
  Haustein表示,研究團隊為了解釋20世紀的氣候變暖問題,專門量身定制了氣候模型。“我們所做的只不過是使用了最具物理一致性的數據”,研究團隊運行的模型時間范圍從1500年到2015年,結果顯示與古代氣候記錄相匹配,包括歐洲的小冰河時代。
  如果大洋的震蕩不會影響氣候,那么未來也不太可能出現海洋降溫,從而解決全球變暖的問題。但若AMO真的站不住腳,研究者可能會更快預測到將要發生的事情。“我們將來會得到的其實是我們一手造成的。”Haustein表示。


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