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全球氣候:變冷還是變暖?

2010-04-08 13:05:51 環球科學   作者: 羅綺  

“全球變暖是個騙局!”當各國領導人在哥本哈根大會上聚首,討論新的減排目標時,會場外卻有人打出了這樣的標語。在這個最終只達成了不具法律約束力的條約的氣候峰會結束后不久,仿佛為了印證這一標語,罕見的嚴寒席卷了幾乎整個北半球。

2009年12月中旬,暴風雪橫掃歐洲,部分地區積雪深度超過50厘米,交通癱瘓;2009年12月19日至20日,美國東部普降暴雪,華盛頓地區的積雪 深度達61厘米,創下1932年12月以來之最;2010年1月6日,北京最低氣溫達零下16.7℃,突破1971年以來1月上旬最低氣溫紀錄。

接連的暴雪嚴寒,使“全球變冷”(global cooling)學說迅速升溫。

全球變冷:并非學術考古

 

實際上,“全球變冷”并不是一個新理論。1947年-1976年的全球性寒冷天氣,就曾讓許多氣象學家驚呼“小冰期到來”。

時間回到20世紀40年代,南斯拉夫科學家米蘭科維奇提出,分別以10萬年、4萬年和2萬年為周期的地球軌道偏心率、黃赤交角及歲差這三種地球軌道變化,使新生代最后一個紀(即第四紀)地球氣候產生了冰期和間冰期的變化。到了20世紀70年代,包括深海巖芯、珊瑚礁、花粉、樹木年輪、冰芯等一系列地質資料證明了這一周期的存在。

1972 年1月,20多位剛剛在研究米蘭科維奇理論中做出重大貢獻的歐美學者聚集美國布朗大學,開會討論“當前的間冰期何時結束和如何結束”。會后,《第四紀研究》(Quaternary Research)還出版了《當前間冰期之終結》的專輯。

到20世紀90年代,全球氣候迅速變暖,溫室效應與全球變暖成為了國際研究熱點。但是,科學家也一直沒有停止對全球變冷的研究,且不時有支持“冰期將至”的研究結果發表。

1997年,M·E·拉米約在《古海洋學》(paleoceanography)上發表論文稱,全新世作為間冰期的一萬年已經過去,如果沒有人類干擾,緊接著的冰期已經來臨。2008年11月,英國愛丁堡大學地球物理學教授托馬斯·J·克羅利在《自然》雜志發表論文,總結了他20多年的研究。他認為,地球正在進入一個新的冰期,北半球會受到很大的影響,歐洲、加拿大和亞洲的部分地區將很有可能被覆蓋在一個永久的冰原之下,但大量溫室氣體的釋放似乎阻止了地球進入這一周期。而俄羅斯的部分天文學家則認為,對地球氣候影響最大的是太陽亮度和太陽活動的變化,由于今后數十年,太陽的發光強度逐漸下降,太陽將進入活動消極期,地球溫度將會隨之下降。

面對來勢洶洶的嚴寒,即使不是全球變暖懷疑論者,也會疑惑:“全球變暖的判斷是不是錯了?”

不確定的波動

國家氣候委員會主任委員秦大河的答案是否定的:“全球氣候變暖已是不爭事實,絕非隨意猜測!僅以中國的氣候變化為例,就足以證明這一點。” 他認為,對于全球變暖,人們有一個認識誤區,即全球變暖就應該表現為氣溫升高。實際上,全球變暖既可能導致氣溫升高,也可能造成氣溫下降,而且波動幅度較大。[page]“北極濤動負異常是氣溫偏低的主要原因”,這是一種天氣現象,而非氣候現象。2010年1月14日國家氣候中心召開了“北半球極端冷事件及我國冬季氣候預測技術研討會”,十幾位氣候專家得出了這樣的結論。

濤動是兩個地區的氣壓此起彼伏的變化。“我們可以把北極和周圍中高緯度地區看作一個裝滿水的茶杯”,中科院大氣物理研究所季風系統研究中心主任陳文研究員形象地比喻:“用勺子按逆時針一攪,茶杯里的水就會形成一個漩渦,這個漩渦就是氣壓較低的北極極渦,而周圍轉動的水就是圍繞北極的中高緯度的西風帶,而勺子的攪動則是大氣波動等擾動。”攪動得快,極渦的氣壓低,中高緯度的氣壓高,西風強,這是北極濤動的正位相,這時冷空氣不容易從極地出來。相反地,攪動得慢,極地的氣壓就沒那么低,中高緯度的氣壓降低,西風較弱,這是北極濤動的負位相,此時,北極的冷空氣就容易到達中高緯度地區,造成寒潮。

“這些擾動中包括波長達幾千千米的大氣波動,其波長尺度幾乎可與地球半徑相比擬,我們將它稱為行星波。” 陳文介紹道,有一個高壓和一個低壓就能形成一個行星波,有這么兩個行星波,剛好可以繞北半球一周:一個波從由西伯利亞高壓到阿留申低壓;另一個波從加拿大高壓到冰島低壓。行星波有兩個傳播方向,一支是從對流層下層向上層傳播,同時慢慢偏向熱帶;另一支在向上傳播的過程中則慢慢偏向極地,并一直傳播進入平流層。往平流層傳遞的波較多,往熱帶傳遞的就少。“如果按照平常情況,對流層的行星波主要是從中高緯度向熱帶傳播,如果向熱帶傳播的波少了,就是異常情況,和正常情況做一個減法,就好像是負向的波在從熱帶向中高緯度和極地傳播”。這種負向的波會減弱極渦,使極地氣壓升高,這與北極濤動有很大相關性。

陳文還告訴記者,他們在研究時,將環繞地球的氣流的多年平均值定義為基本氣流,“除了行星波之外,還有波長尺度為幾千米的波,以及時間尺度為幾天的波”,對于氣象預報來說,這些不同尺度的波之間以及波與基本氣流之間的相互作用是一個“復雜的非線性系統”,難以進行長期預測。但普遍認為,北極濤動是大氣的一種自然波動,并不能證明全球氣溫是變暖了還是變冷了。大部分氣候學家也認為,極端氣候事件頻發本身也不能直接證明全球變暖。

爭論在升溫

但對于越來越頻繁的極端天氣事件,“全球變暖”和“全球變冷”理論,都無法給出令人徹底信服的解釋。

秦大河院士認為,氣候變暖會導致極端天氣事件明顯增多。近年來,國內外極冷天氣事件明顯增多就是例證;支持“小冰期來臨”的克羅利則說,在冰期和間冰期,地球的溫度都很穩定,但是在過渡區,地球上的氣候就會變得很極端,極端高溫的天氣和極端寒冷的天氣可能會毫無障礙地更迭。“地球正在進入一個自然的‘翻轉點’,你不知道它會突然轉向哪個極端,我只想說,極度冰河紀和全球變暖同樣棘手。”IPCC則在報告中明確指出,對包括寒潮在內的極端天氣頻率、強度之類的評估,目前認識水平尚低。

中國科學院院士汪品先的話,或許可以讓我們對兩種氣候變化學說進行重新審視:“氣候變化從年際到百萬年以上的時間尺度上都在發生。不同尺度的氣候變化就像俄羅斯套娃那樣層層重疊;不但重疊,它們還通過相互作用糾纏在一起,以至于不考慮長過程就無法正確理解較短的過程。”他認為,目前還不能根據米蘭科維奇周期理論判斷地球現在處于什么時期,還需要更多的勘測來支持。

陳文研究員則透露:“北半球的寒潮給了我們提示,讓我們改進氣象預測模式。”因為這次濤動的信號是從平流層傳導到對流層的,而現在預測天氣主要關注對流層,很少注意到平流層,“以后改進了模式,將平流層納入研究范圍,可能預測會更準確一些”。

或許,面對引起氣候變化數量巨大的復雜因子以及儀器和資料的偏差和不足,科學家們能做的只有不停地研究,讓得出的結果不斷接近事實。
 

 




責任編輯: 中國能源網

標簽:氣候 變冷 變暖