氣候變暖的前世今生
關注中科院地質地球所,探索地球的奧秘
那年,在美國作訪問學者期間,我經常去學校的Recreation Center打乒乓球。大概美國人的乒乓球水平普遍太差了,以至於像我這樣一個在研究所內的深度板凳隊員,在當地也成了「高手」。經常一起玩的有一位當地教會的牧師。有一次,他問我做什麼研究工作時,我以實相告:氣候變化研究。他聽說後竟不屑地說「你們這些搞氣候變化的科學家,七十年代說全球變冷(cooling),現在又說變暖(warming),其實不管warming還是cooling,你們更關注的只是funding(科研經費)」。
這段直擊心靈的對話,引起了我內心的不快,在球台上拿出了我的三板斧,將他打了一個落花流水!
不過事後想想,這位牧師先生說的其實沒有錯。
科學家關於氣候變化的主流觀點在不同時期確實有過反覆。可謂三十年河東,三十年河西。
一、全球變冷研究的三十年
1940-1970年連續全球氣溫低迷,使得科學家們相信可以與「小冰期」相媲美的新的冰河時代即將到來,並為之開展了大量機制方面的探討。代表性的機制主要有兩種:(1)冰蓋改變地表反照率,使地表吸熱效率降低,從而引起降溫(如Kukala and Kukala,1974,Science)。這種機制往往需要一個使冰蓋擴張的觸發機制,火山爆發引起的陽傘效應成為觸發這一機制的可能原因。(2)人為污染形成的大氣氣溶膠的增長與氣溫變化的相似性,使得有些科學家相信人為氣溶膠具有降溫作用(如,Bryson and Wendland,1970)。
《新科學家》雜誌(New Scientist)2007年一篇報道稱科學家在1970年代確實做出了全球變冷的預測。
兩個超級大國近乎瘋狂的核軍備競賽,使不少民眾擔憂一旦核戰爭爆發導致的核冬天到來。在這種背景下,媒體幫助科學家渲染全球變冷也成為特定條件下社會心理需求的反應。
美國《時代周刊》(TIME)在1977年曾用「如何在即將到來的冰河時代存活下去」為題渲染氣候變冷對人們生存的影響。
圖片來自谷歌圖片
(時代周刊封面上「How to survive the coming Ice Age」=「如何在即將到來的冰河時代存活下去」。左側摘錄Bryson的1971年文章的一段話:地球在二戰後連續快速變冷與工業化、機械化、城鎮化和人口增長導致的全球大氣污染相一致)
一系列關於全球變冷危害的研究也相繼出現,如糧食短缺、社會動蕩、生物大滅絕等。大學教授也向學生們呼籲趕緊行動起來遏制氣候變冷。
在七十年代生活過的人知道,那時候主要人為氣溶膠是工業排放的粉塵,那麼遏制氣候變冷也就是降低工業活動。
二、全球變暖研究的三十年
幾乎與中國改革開放和經濟快速發展同步,事情從上世紀八十年代開始有了戲劇性變化(註:時間上的同步未必代表機制上的必然聯繫)。
全球變暖成了一個不爭的事實!
自1980年開始,觀測到的全球氣溫一路飆升,使人們漸漸忘卻了曾經主流的全球變冷。
「和平與發展是當今世界兩大主題」的論斷出現後,人們逐漸走出了核戰爭的陰影。發展中國家開始大力發展經濟,改善民生。支撐發展中國家經濟增長的是大量化石能源的消耗,這導致大量粉塵污染和二氧化碳的排放。
科學界對工業排放的不同物質之於大氣熱平衡的作用有了新的認識。儘管人為氣溶膠總體上還是具有製冷效應,但溫室氣體對大氣的加熱作用已經大大超出了氣溶膠的製冷作用。因此,與溫室氣體排放相聯繫的化石能源使用被認為是導致全球變暖的主要原因。
聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)公布的輻射強迫清單中,二氧化碳等溫室氣體是增溫的主要貢獻者(儘管氣溶膠和反照率還是具有製冷作用,但是較之溫室氣體對增溫的貢獻就小的多了)
與全球變冷對人類影響的研究類似,一系列關於全球變暖導致災害頻發,海平面上升,水資源短缺、生物滅絕等研究也應運而生。甚至有人呼籲拯救地球!
這時候,那些曾在七十年代呼籲學生遏制全球變冷的教授們也不得不將教案改為「全球變暖會導水資源短缺、全球動蕩和生物大滅絕,我們必須從眼下開始行動!」
天哪!原來備課竟如此簡單!
然而,好景不長,1998-2012年間的觀測記錄顯示全球氣溫並沒有像科學家預期的那樣與全球二氧化碳變化同步增加,而是一個出現了增長趨勢上的「停滯」(hiatus),即沒有繼續隨著全球大氣二氧化碳的不斷增長出現線性增長,而是維持在已有的狀態。
一時間,對全球增溫持懷疑態度的人開始利用增溫停滯發起了一輪對全球變暖的質疑與攻擊。這一次,被丁仲禮院士戲稱為「算命先生手裡的水晶球」的計算機數值模擬發揮了作用,從海洋吸熱的角度「完美地」解釋了溫度沒有進一步增加的原因。(註:海洋真是一個神器,該吸熱的時候無需人們吩咐,它就自行吸熱了,哈哈!然而這一解釋本身也就承認了自然變化的幅度比人為影響的幅度要大的多。)
幸好,2012年以後的觀測數據沒有繼續停滯。剛剛過去的2017年仍是有記錄以來第三最暖的一年(過去138年的記錄中最暖的一年是2016年,第二暖的一年是2015年)。
說到這裡,全球變化的爭論還沒結束,可能永遠也不會結束。
也許,永遠不變的就是變化。
關於氣候變化認識的這三十年一遇的不停搖擺,既是人們對生活環境及未來環境期許的心理需求,也是科學認知不斷進步的體現,當然,也可能有某些炒作和渲染的成分。作為有圖有真相的《時代周刊》的封面,從1970年代到新世紀,關於氣候冷暖的不同認識,都打上了代表了一個時代的印記。
當我們以「身在此山中」的眼光去考察全球變化的時候,我們的認識難免會受到不斷變化的氣候的影響,出現搖擺和反覆。
而當我們跳出這座山,以更加寬廣的視野去看氣候變化的時候,我們會驚奇地發現,原來在地質歷史上有許多比現在溫暖的時期,無論是溫暖的程度還是溫暖影響的時間。
圖的縱坐標是溫度,橫坐標是時間(注意,時間並非連續的,前半部分單位是百萬年,後半部分單位是千年)
地質歷史上那些溫暖期的具體狀況,擬另文介紹,敬請關注。
寫完這些文字,我還是有些小小成就感的。
至少我可以與那位牧師先生說,我們也不完全為了得到funding,我們還有讓大家知曉氣候變化的來龍去脈的義務。
(本文圖片均來自網路)
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