[交流] 【讨论】08年全球气候变化的五认知和五疑问

2008年已然过去，《自然》杂志刊登文章，总结了过去一年各界对气候变化的五大认知。 1.其他温室气体同样令人担忧 二氧化碳并不是科学界和公众面对的唯一困扰。2008年发表的多数研究报告表明，其它温室气体也值得关注。 7月，美国加州大学欧文分校的迈克尔·普拉瑟尔（MichaelPrather）及其研究小组首次提出，随着MP3播放器和平板显示器等设备的需求量增多，其制造过程中产生的三氟化氮气体对气候变化的影响可能远远超过此前预期。 这一猜想随即在10月得到了证实。斯里克普斯海洋研究所的雷·韦斯（RayWeiss）及同事发现，过去30年来，大气中三氟化氮的浓度翻了20番。多个独立研究小组也在今年报告说，甲烷的排放也在不断激增，其温室效应是二氧化碳的20倍，但甲烷的确切排放来源目前仍是个谜。 2. 北极夏季海冰正急速缩减 与去年创纪录的最低值相比，今年夏季北极的海冰面积尽管有所恢复，但仍然保持了自1979年有卫星数据以来的第二低值。联合国政府间气候变化专家委员会2007年预测，按照目前的排放趋势，2040年起到2100年之后，夏季随时可能出现一个无冰的北极。但过去两年海冰大面积缩减的状况将令这一预测时间提前。 科学家10月报告说，冬季海冰的厚度远低于2007年的最小值，表明冰层不仅覆盖率在缩小，而且整体冰量也在减少。这一结果带来的恶性循环效应令人担忧，因为薄冰更容易消融，颜色深暗、开阔无遮盖的海水会吸收更多阳光，反过来加速冰层融化。北极夏季海冰流失带来的影响不仅仅是地区的，也是全球的，它被公认为是一个潜在的“引爆点”，哪怕只是来自自然因素的驱动，都可能导致全球变暖进入快速发展乃至失控的状态。 3. 全球变暖已经造成影响 今年，人为引起的气候暖化对生态系统的影响，比如物种迁移模式及季节性更替等，明显成为关注焦点。一个国际小组针对近30000种生物物种和物理现象进行了广泛分析，研究内容涉及授粉时间、鸟类筑巢、冰层融化趋势。这是第一次研究人员将这些体系所发生的显著的、全球性的变化归咎于人为造成的气候变化。由于栖居的冰层不断流失而受到威胁的北极熊也成为第一个被列入美国《濒危物种法》“受气候威胁”的被保护物种。出于对物种和生态系统可能无法承受这些变化的担忧，保护主义者开始严肃探讨重新规划这些物种以帮助它们适应环境的问题。 4.“曲棍球棒”曲线持续上升 气候学家迈克尔·曼恩（MichaelMann）于1998年就气温变化所提出的“曲棍球棒”曲线一直在持续上升，证明过去的20年是近期历史上最温暖的时段。这个颇具争议的曲线图形只利用了树木年轮这一气候指标来重建过去1000年中北半球气温变化，因此在科学界备受诟病。今年9月，有研究小组向其中增加了海洋沉积物、冰芯、珊瑚及历史记录等指标，重新修改了对过去2000年来全球表面温度的评估。更正后的评估结果表明，如果不包括树木年轮指标，近期的地球暖化程度是至少过去1300年来之最；而如果加上树木年轮指标，这一程度则是过去1700年来之最。 5. 怀疑论者仍然存在 尽管几乎全球都已经达成科学共识，气候变化怀疑论者在今年仍继续坚持认为全球变暖是一场闹剧。阿拉斯加州州长萨拉·佩林在参与副总统竞选时声称，“我不是愿意将（全球变暖）归结于人为的人”。最近，Politico网站发表的两篇文章也引起了社会各界的讨伐。其中一篇质疑全球变暖背后的科学；另一篇则指出，极端寒冷天气事件与美国前副总统戈尔的出现正巧吻合。关于气候变化是否是一个严肃的问题，美国公众的观点会左右摇摆一点也不奇怪。 除了总结过去一年对气候变化的五大认知，《自然》杂志还回顾了到2008年为止，科学家们还在继续努力研究的与气候变化相关的五大疑问。 1.暖化的程度，以及什么时候达到危险水平？ 虽然广泛公认大气温度和海表温度将在下个世纪继续保持变暖趋势，但科学家们还不确定气候在短期内将如何变化。其中一项研究认为，暖化速度将减缓十年，之后气候将发生快速变化。德国莱布尼茨海洋科学研究所的诺埃尔·金利赛德（NoelKeenlyside）及其同事发现，受海洋环流变化的影响，2005年至2015年间部分海洋的全球海表平均温度可能并不会比2000年至2010年的平均值高，某些地区甚至可能稍微偏低。这一结果并不表示全球变暖没有发生，而是气候系统的自然摆动可能导致一些短期变化出现，暂时蒙蔽了人为的暖化。不过，RealClimate网上有一群科学家以5000欧元做赌注，质疑部分地区温度下降将稍稍延缓全球变暖步伐的预测。结果究竟如何，看来至少要到2015年才能见分晓了。 2.如何确定大气中温室气体的浓度上限？ 我们应该将大气中温室气体的浓度控制在什么水平才能避免出现危险的变化？这个混乱的问题在2008年仍然没有清晰的答案。目前大气中二氧化碳浓度约为386ppm（百万分之385）。当前，很多科学家将400—450ppm设立为浓度上限，以保证气温在工业革命前水平上升高不超过2摄氏度。但包括美国宇航局气候学家詹姆斯·汉森（JamesHansen）在内的一群科学家表示，要避免“不可逆转的灾难性后果”，需要以更严苛的350ppm为限。其他人则意见相反——经济学家罗斯·加洛特（RossGarnaut）在今年提交给澳大利亚政府的报告中反复重申将大气中二氧化碳浓度稳定在550ppm的建议。到底多少二氧化碳才算多，目前还存在很多科学方面的不确定性，要达成最终的协议数字同样也是一个需要从政治上进行协商的问题。 3. 消失的碳到哪里去了？ 虽然听上去令人惊讶，但科学家并不太清楚碳是从何而来，去了哪里，数量有多少。按照规定，签署了《京都议定书》的发达国家将可以通过改良土壤耕作方式或者重新造林来捕获碳以换取信用。燃烧化石燃料排放到空气中的二氧化碳大约有一半被海洋、植物、森林和农田吸收，但海洋和陆地吸收的碳的比例尚未明确。信息缺乏的原因之一是地面监测站数量少、间距远。到目前为止，技术还无法精确测量大气中二氧化碳的含量。不过，明年将发射两个碳探测卫星，分别是美国宇航局的绕轨碳观测卫星和日本的温室气体观测卫星，这对于建立一个可靠的碳计算系统很关键。 4.气候变暖是否会使风暴加剧？ 全球变暖是否会导致飓风强度加剧、频率增多、持续时间拉长，目前还没有定论。自1970年以来，全球范围内大型飓风的数量增加了75%，但关于人类活动在其中所起的作用存在颇多争议。麻省理工学院的克里·伊曼纽尔（KerryEmanuel）利用模型预测，变暖应该会使全球范围内飓风出现的频率减少，虽然部分地区飓风的强度可能增加。5月份发表的一篇论文指出，21世纪大西洋上的飓风预计将减少，支持了上述预测。9月，佛罗里达州立大学的詹姆斯·埃尔斯纳（JamesElsner）及同事得出结论，气候暖化将使大西洋最强的热带旋风更加强烈。科学家对于海表温度与飓风形成之间的关系尚不十分了解是导致预测结果有限的原因之一。美国国家海洋和大气管理局的加百利·韦奇（GabrielVecchi）领导的研究小组最近对预测飓风活动存在的困难进行了总结，认为大西洋这样的地区气候相对变暖可能紧随在近期加剧的飓风活动之后。他还预测说，相对变暖还将在本世纪剩下的时间内持续。如果他们的假设是对的，最糟糕的飓风季可能已经为期不远了。 5.格陵兰岛消融的速度有多快？ 要预测气候系统对暖化的反应，格陵兰岛的冰盖是至关重要的决定性因素之一。一旦格陵兰完全消融，海平面可能将上升7米，沿海城市和数百万居民将陷入浩劫。科学家此前估计融化过程大概要1000年或者更久，但新的证据显示，格陵兰的融化可能只需要几百年，到2100年，海平面可能升高1.3米。《科学》杂志近期刊登的研究报告说，如果所有的变量都达到极限，到2100年海平面最多升高2米，但0.8米是更有可能出现的结果。科学家知道格陵兰冰盖正在急剧消融，但由于缺乏长期观测数据，要通过气候模型准确把握其状况并预测其未来在暖化环境下的发展趋势还存在难度。此外，科学家对冰盖动力学的认识也不足。今年有两项研究显示，融化的水可能会增加冰盖底部的润滑度，使其加速流向海洋。不过，格陵兰的暖化程度是否已经到了无法挽回的地步仍旧是目前最令人困扰的问题。