本文来自微信公众号:石头科普工作室 (ID:Dr__Stone),作者:行思,原文标题:《全球变暖时代已经结束,现在是全球沸腾时代!有这么夸张吗?》,题图来源:unsplash
7月27日,在纽约联合国总部,秘书长古特雷斯就气候变化发出警告:“全球变暖的时代已经结束,全球沸腾的时代已然到来。”同一天,世界气象组织和欧盟委员会哥白尼气候变化服务中心表示:今年7月见证了有记录以来最热的三周,也出现了有记录以来最热的三天。全球变暖已经到了如此紧要的地步了吗?
一、不断冲高的温度
2023年刚开局,全球平均气温就以高出历史平均0.73℃的温度彰显着这一年的不凡。不过,一直到五月份之前,2023年的全球平均温度仍然与2022年不相上下,对于2023年温度是否能再创新高,不同机构的专家们意见仍统一。
但是情况在5月份发生了变化,缅因州大学气候再分析系统显示,从2023年5月10日开始,2023年的温度就超越了2022年的同期温度;到了6月初,2023年的平均气温已经创历史新高;7月3日,地球表面以上2米的全球平均气温达到17.01℃,成为有记录以来最热的一天,这一记录一直持续到了7月6日,最终创下了17.23℃和超出平均温+1.02℃的记录。如果从六月初算起,这种“最高温”已经断断续续地实现了一个多月。
图1 橙色线为2022年温度,黑色线为2023年温度
7月7日起,全球温度开始回落,但是在高温主力的北半球,这种趋势并没有减弱,7月25日,北半球以22.62℃超出平均温度1.23℃的记录完成了近一个月的持续升温。在中国,7月10日当天有上百万平方公里的区域最高温度达到37度及以上,考虑到城市热岛效应的加成,这一区域还会扩展很多。在欧洲,从6月份开始,受北非热浪影响,西班牙和法国温度比往年高出10℃以上。
图2 北半球平均温度
与气温相对应的还有海温,相对于空气而言,海水升温效率较低,其温度变化幅度也较小,但是气候变暖的热量大部分都储存在海洋当中。上世纪80、90年代,气候变暖学说曾因为气候变暖放缓受到质疑,后来的研究发现海洋承担了这一缓冲器的作用。不过在2023年,海洋也抑制不住自己变暖的趋势,以21.1℃的记录打破海温记录,并长期保持在20.9℃之上,远超2022年的20.6℃以及20.2℃的平均温度。
二、气候变暖是自然的,还是人为的?
不过,人类的气候记录至今还没超过200年,仅仅凭借200年的记录来谈全球气候变暖,的确有点不自量力。因此,气候学家力图从历史中寻找证据。1972年,中国科学家竺可桢发表《中国近五千年来气候变迁的初步研究》,此文通过考古、物候以及文献记录等多种手段,复原了中国历史上的气候变迁,并且指出历史上的温度高于今天的温度,在过去的50年中,这成为中国大众关于气候变迁最熟悉的文章。
图3 竺可桢曲线
竺可桢的文章仅仅是众多古气候研究中的一部分。以米兰科维奇为代表的科学家们发现了一系列的气候旋回理论,其中米兰科维奇循环有种从40万年周期到2.3万年周期等不同周期之间复杂的套娃式旋回,在这种大尺度的周期性变动之下,人类的作用似乎不值一提。因此,近些年来,随着古气候研究的深入以及研究结果的普及,气候变暖是自然过程而非人为结果成为一部分人秉持的观点。
一方面,古气候研究发现,相对于地球长期的气候演化,工业革命以来全球气候变化是微小的;另一方面,科学家也发现,与历史时期气候变化的标的物相比,今天这些标的物的变化速度远远快于历史时期。显然,随着人类温室气体排放的增加,人类活动对气候变化的影响将日益增加。
三、全球变暖与极端气候
不论全球变暖是否是自然现象还是人为原因,变暖已经成为不争的事实。相比于数字上的疏远,人们更能从直观体验上感觉到气候变化——极端气候。
去年与今年,华北地区都经历了历史罕见的高温;7月末8月初,受台风“杜苏芮”与“卡努”影响,华北地区普降大雨,多地打破历史记录;2021年7月,受台风“烟花”影响,河南中部及北部普降大雨,造成了极为惨烈的灾难。放眼全球,山火、洪涝、干旱、热浪频发,这到底是社交媒体兴盛后的传播结果?还是气候正常波动的正常现象?还是气候变化的结果呢?要寻找这些答案,我们还需要从引起这些气候异常的机理中寻找答案。
图5 京津冀遭遇极端降水
以华北高温为例,其主要原因是大陆暖高压脊,受暖高压脊影响,气流下沉,天气晴朗,进一步加热了温度,形成高温。形象一点说就是热穹顶,像是一个罩子把华北地区罩住。本质上来说,这种热穹顶的形成来源于西风带的弯曲。
西风带的动力来源于高纬度地区与低纬度地区之间的温度差,温差越大西风越强,其就像一条带子隔绝了极地与赤道。随着全球变暖,北极地区的海冰变少,深色的海水进一步吸收太阳热量增温,这就减少了西风带两侧的温差从而导致西风急流减弱,冷暖空气流动频率增加,西风带更容易形成大槽或者大脊,引发各种极端天气事件。因此,未来像华北这样高温的天气之后更多而不是更少。
图6 西风急流(NASA)
同时,西风带的减弱还会导致冷空气更容易南侵,这就增加了寒潮爆发的可能性;同时暖空气也更容易侵入极地,从而进一步增加寒潮的强度。加之气候变暖导致的平均气温升高,这种寒潮造成的破坏会更大。
最近,一篇发表在《自然通讯》上的文章表示,由于全球气候变化,包括墨西哥湾流在内的大西洋经向翻转环流(AMOC)可能在2025年至2095年之间转向全面崩溃。AMOC在维持全球温度平衡中具有重要的作用,其崩溃将进一步加剧极端气候的发生。虽然这一文章的研究仍然有很多不确定性,但是仍然为我们提供了一个值得注意的警告。
图7 全球AMOC“传送带”的简化动画,表面洋流以红色显示,深海洋流以蓝色显示
古特雷斯的“全球沸腾”说虽然有所夸张,但是如果气候变化继续以目前的速率进行下去,地球虽然不会沸腾,但是人类社会可能要“沸腾”。
参考文献:
Tierney J,Poulsen C,Montanez I et al. Past climates inform our future[J].Science, 2020, 30(6517).
Ditlevsen, P., Ditlevsen, S. Warning of a forthcoming collapse of the Atlantic meridional overturning circulation. Nat Commun 14, 4254 (2023).
本文来自微信公众号:石头科普工作室 (ID:Dr__Stone),作者:行思
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