新语丝王会军 王会军院士最新解答全球气候变暖问题

最新数据显示,2014年全球气温创历史新高。全球平均气温为14.6摄氏度,比20世纪的平均水平高出0.69摄氏度。

即便如此,近十几年平均气温走平、西欧北美寒冬等“事实”正成为质疑全球气候变暖的理由。

就在中国科学院古脊椎动物与古人类研究所近期举行的“杨钟健—裴文中”学术讲坛上,中国科学院院士、中国气象学会理事长王会军对全球气候变暖问题作出了最新的解答。

气候变暖停止了?

“近百年来,全球气候总体存在变暖趋势是一个不争的事实。”王会军首先强调,该结论证据确凿。

根据IPCC(政府间气候变化专门委员会)第五次科学评估报告,从1880年到2012年的100多年时间里,全球地表平均温度始终处于增长趋势,到了上个世纪80年代,增温幅度更为显著。1983年到2012年是过去1400年来最热的30年。

在此期间,陆地比海洋增温快,高纬度地区比中低纬度地区增温快。王会军尤其提到了高原地区,青藏高原终年有积雪,由于冰雪的反馈作用,高原地区变暖的趋势也更强烈。高原的这种情况就类似于极地。

不过,自气候变暖说提出后,质疑声便一直没有间断过。尤其是近年来,对气候变暖论提出挑战的科学家认为,迄今为止全球气候已有十多年未呈变暖趋势了,或被称为”Hiatus”。这也是2012年全球16位科学家联合对全球变暖说提出质疑的重要事实依据。

“全球平均气温在1998年到达一个高值之后,确实进入了一个平台期。”王会军承认,最近十几年来气温变化趋缓,“但是,所谓的气候变化,关注的是几十年至上百年尺度的长期趋势,而不是年际之间的变化;而且关注的是全球平均情况。”事实上,最近的15年还是百年来最暖的15年。不能认为长期气候变暖趋势就停止了。

然而,人类排放的温室气体仍然在增加,全球平均气温走平的原因究竟是什么?

王会军解释,真正的地球系统接受的太阳短波辐射的能量,有90%多进入了海洋。研究显示,海水比大气的热容量大得多,上层海洋能量储存在增加,一定程度上消化了由于温室气体增加所吸收的热量。

除此之外,太平洋年代际震荡(PDO)会使大气产生年代际波动。2000年以后,PDO转入了负相位,对气温上升起到一定的缓解作用。

王会军还提到,有科学家预计2030年到2035年PDO可能会转入正相位,届时,年代际增暖可能与温室气体增加一起向气候系统施加压力,气候变暖将变得更加猛烈。

不以人的意志为转移?

从地球气候的形成至今,全球经历了不同时期的气候变化,这也使得一部分科学家始终持有一种观点,地球气候的长期历史表明,冷暖周期交替变化,是不以人类的意志为转移的。因此,似乎不应过分归因于人类。

对此,王会军指出,人类活动,尤其是温室气体导致气候变暖以及一系列相应的气候变化是由严谨的物理学等科学规律所决定的,不是猜想,更不仅是统计模式的结果。

地球系统的能量来源是太阳的短波辐射,它经过大气之后绝大部分可以到达地面,而到达地面的部分最终大都以长波辐射的形式最终返回太空。这就可以解释,从地面到对流层,温度越往上越低。因为,加热大气的能量实际来自地表。

然而,通过计算得出,到达地面的热量与真正反射后从大气顶部排出的热量并不相等。

事实上,截留的长波辐射是被大气中的温室气体,尤其是二氧化碳和水汽所吸收了。

臭氧也是一种温室气体,温室气体非常重要。“如果没有它们存在于大气中,会使得全球年平均气温比现在下降30多度。”王会军说。

“但是,随着温室气体的增加,从大气顶部排出的热量减少,温室效应就加强了,并导致了全球气候变暖。”

IPCC最新报告也指出,气候变化主要由人类活动造成的这一结论的可信度超过95%。

当然,从长期来看,地球绕太阳公转轨道变化所产生的周期性波动、火山活动、太阳活动等也会对地球气候系统产生影响。

让气候变化顺其自然?

当代气候变化态势在一部分人看来,并未超出历史上气候变化的范畴。人类可以顺其自然。

然而,正因为有了人类文明,对于气候变化就变得高度敏感了。“人类和很多动植物很难在短期内适应剧烈的气候变化,尤其是这种剧烈气候变化还会伴随着极端天气、气候事件的频发和灾害的加重。”王会军说,如果全球气候变暖的速率不加遏制,它对人类社会和生态环境将产生重大影响,而其中很多可能是负面的。

近年来,西欧、北美、日本以及我国东北部地区冬季多次发生极端暴风雪天气,王会军表示,这些异常天气气候事件与北极地区和全球变暖有密切联系。

从大气环流的变异理论来解释,正常情况下,北极是寒冷的,而中纬度地区则相对温暖,因此,存在温度的经向梯度。这个梯度的存在,使得西风急流得以维持,而大气的波动会沿着西风急流传递。

由于北极变暖非常强烈,温度的经向梯度因此减弱,西风急流也变弱,大气环流的经向度加大了。经向度加强而纬向度减弱,冷空气就会更容易自北向南爆发,导致这些地区冷空气异常强烈,多出现暴风雪天气。

此外,根据定量统计,全球陆地和海洋冰川、格陵兰岛的陆地冰原的冰量减少,都是与全球变暖密切相关。

近期发表在《自然》杂志上,来自哈佛大学的一项新研究在对海平面变化的基线数据重新进行校正后发现,在过去20年中海平面上升加速的情况可能比之前预想的更加严重。

这既是全球气候变暖的有力证据,也是它所产生的最为重要的一个直接后果。

海冰和冰盖的融化将导致海平面上升,直接影响小岛国的生存;山地冰川融化将会改变陆地水循环,由于春季化冰,春汛频发,冰川对整个水循环的调剂作用会减弱,导致一系列灾害发生。

不过,王会军提到,人们关注不多的是,北极海冰迅速减少,尤其是在2007年、2012年秋季,缩小范围非常明显,这同样与西欧、北美地区的寒冬有着千丝万缕的联系。

有意思的是,王会军最近还研究发现,我国东部地区雾霾的增加也可能与北极海冰减少有关。他表示,从长期变化看,华北、黄淮和一部分长江中下游区域,冬季雾霾发生的年际变化,与北极海冰秋季的年际变化,存在一定的反向关系。

“一方面我们排放的污染物在增加,另一方面海冰减少致使气象条件不利于污染物的扩散。”王会军认为,它可能起到了推波助澜的作用。

预测未来面临挑战

气候变化对各国社会、经济、生活及生态环境等都会产生很大影响,所以对未来气候如何变化进行更可靠的预测,成为气候学界的热门问题。

所谓气候预测,是基于气候系统变化规律而建立起来的,利用日益复杂的气候模式和高性能计算机进行数值求解, 以获得对未来长时间气候系统状况的预测。

这样的预测包括气温变化、湿度变化,海平面上升、降雨的变化、河流的变化、热带气旋和其他极端天气出现频率的变化等等。

气候系统模式是预测气候变化的基本工具,而气候系统是由大气圈、生物圈、水圈、冰雪圈、岩石圈组成的,因此,气候系统模式需要包括描述这些圈层的复杂的数学物理模块,并可以对各模块进行不同的组合,以满足不同研究的需求,达到模拟过去和现在地球气候系统、预测和预估气候变化等目的。

当然,气候系统模式对过去和现在气候的模拟还有许多不完善的地方,使得预估和预测未来气候存在很大的不确定性。目前科学家们正致力于发展气候系统模式和生物地球化学系统模式相耦合的地球系统模式以及高分辨率气候系统模式,以便实现对地球气候和环境变化进行更科学更可靠的模拟和预测。