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我国东部雾霾增加或与北极海冰减少有关

发布时间:2015-02-01

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

  但是,质疑全球变暖的声音从未消失——平均气温走平、西欧北美寒冬等,都成为网络上常见的质疑理由。

  中国科学院院士、中国气象学会理事长王会军针对全球气候变暖问题做出最新解答。

  Q1. 气候变暖停止了吗?

  A:近百年来,全球气候总体存在变暖趋势是一个不争的事实,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。尤其是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。

  Q2. 2012年,全球16位科学家提出联合质疑,其重要事实依据在于,迄今为止全球气候已有十多年未呈变暖趋势,这被称为”Hiatus”。这能说明全球变暖停滞了吗?

  A: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,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年依然是近百年来最暖的15年。因此,不能认为长期气候变暖趋势停止了。

  Q3. 既然人类排放的温室气体仍然在增加,那全球平均气温又为什么会走平?

  A:地球系统接受的太阳短波辐射能量,有90%以上进入了海洋。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,太平洋年代际振荡(PDO,The Pacific Decadal Oscillation)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。有科学家预计2030-2035年,PDO可能会转入正相位,届时,年代际增暖叠加在温室气体增暖上,一起向气候系统施加压力,气候变暖将变得更加猛烈。

  Q4. 有科学家认为,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,目前的气候变暖似乎也不应过分归因于人类。是这样吗?

  A:人类活动(尤其是温室气体)导致气候变暖及其一系列相应的气候变化,这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短波辐射,它穿过大气后,绝大部分可以到达地面;而到达地面的这部分中,大部分又都以长波辐射的形式最终返回太空(PS:这就是为什么从地面到对流层,高度越高、温度就越低?因为加热大气的能量实际来自地表)。

  但是,我们通过计算发现,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。那这些被截留的长波辐射到哪里去了?就是被大气中的温室气体,尤其是二氧化碳和水汽吸收了。

  当然,温室气体非常重要,如果没有它们,全球年平均气温会比现在下降30多度。但是,随着温室气体的增加,从大气顶部排出的热量就减少,温室效应就加强了,全球气候就变暖了。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%。

  另外,从长期来看,地球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。

  Q5. 有的科学家认为,当代的气候变化,其实并未超出历史上气候变化的范畴。只是因为有了人类文明之后,人类自己对气候变化变得高度敏感了而已,所以人类完全应该淡定,顺其自然。是这样吗?

  A:其实人类和很多动植物一样,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往往还伴随着极端天气、极端气候事件的频繁发生,以及自然灾害的加重。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。

  比如说,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,这些异常天气气候事件就与北极地区和全球变暖有着密切联系。

  大家都知道,正常情况下,北极是寒冷的,而中纬度地区相对来说是温暖的,这就存在温度的经向梯度,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。

  但是,由于北极变暖非常强烈,这个温度的经向梯度减弱了,西风急流也变弱了,大气环流的经向度就加大了,纬向度就减小了,这就影响了冷空气,冷空气的经向活动加强了,更容易从北方往南方入侵,这样暴风雪天气就多了。暴风雪灾害如果频繁发生,人类能真的像想象中一样淡定吗?

  还有,最近《Nature》上刊发了来自哈佛大学的一项新研究,他们在对海平面变化的基线数据进行了重新校正后发现,在过去20年中,海平面上升的情况可能比之前预想的更加严重。海冰和冰盖的融化导致海平面上升,直接影响了一些小岛国家的生存;而且山地冰川的融化,将会改变陆地水循环系统,春季化冰、春汛频发,导致一系列灾害发生。

  不要小看气候变暖后北极海冰减少的问题,我们的最新研究发现,我国东部地区雾霾的增加可能也与北极海冰的减少有关。从长期看,我国华北、黄淮和长江中下游部分区域,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。这是因为,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,它可能起到推波助澜的作用。

  Q6. 怎样对未来的气候变化进行可靠的预测?现在的气候预测模式是否发展成熟了?

  A:气候预测,是基于气候系统变化规律建立的,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,包括气温变化、湿度变化,海平面上升、降雨变化、河流变化、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。

  就当前来说,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。可见,预测未来气候仍面临巨大挑战。来源: 中国科学院大气物理研究所