?

氣候變暖導(dǎo)致冰川融化等一系列問題。｜Jeremy Harbeck/NASA

?

　　雖然無(wú)數(shù)證據(jù)都確鑿無(wú)疑地表明，全球氣候在變暖，但關(guān)于氣候變化的謎團(tuán)仍有很多。比如，我們正在經(jīng)歷的氣候變暖在漫長(zhǎng)的地球歷史上是獨(dú)特的嗎？它是人為因素導(dǎo)致的嗎？

?

　　1月27日，發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究確認(rèn)，地球已經(jīng)持續(xù)升溫12000年。不過這并不表示，我們不需要對(duì)氣候變暖負(fù)責(zé)，更不表示我們可以無(wú)視目前的氣候變暖問題。學(xué)界普遍認(rèn)為，溫室氣體，特別是人為來(lái)源的溫室氣體，是最近50年來(lái)氣候變暖的禍?zhǔn)住?/p>

?

　　一直存在的全球氣候變化

?

　　我們現(xiàn)在討論的氣候變化，主要證據(jù)包括但不限于全球氣溫上升、海洋升溫、冰蓋消融、冰川后退、積雪時(shí)間減少、海平面上升、極端天氣增多，以及海洋酸化等。這些證據(jù)都有可靠的數(shù)據(jù)支撐，表明氣候變化真實(shí)存在，并可能改變我們未來(lái)的生活方式。

?

　　不過，氣候變化其實(shí)并非最近才出現(xiàn)的問題。古氣候?qū)W研究告訴我們，如果放到漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代，只有大約四萬(wàn)年歷史的智人所經(jīng)歷的氣候變化可以說(shuō)不算什么，全球氣候變化一直存在，且直接或間接造成過地球物種大滅絕或大爆發(fā)。

?

　　了解過去的氣候變化對(duì)于理解我們正在經(jīng)歷的全球變暖至關(guān)重要。古氣候?qū)W主要依賴保留過往氣候信息的載體，如冰芯、樹木年輪、海洋沉積物、鐘乳石等，來(lái)重構(gòu)前現(xiàn)代社會(huì)的氣候變化規(guī)律。但有時(shí)候，這種地質(zhì)數(shù)據(jù)重構(gòu)會(huì)與計(jì)算模擬存在分歧。這也導(dǎo)致了一個(gè)困擾氣候科學(xué)家多年的難題——“全新世溫度變化之謎”。

?

　　全新世是我們目前所處的間冰期，始于11700年前。當(dāng)科學(xué)家用地質(zhì)記錄重構(gòu)全新世的溫度變化時(shí)，發(fā)現(xiàn)全球年平均氣溫大概在10000~6000年前達(dá)到一個(gè)峰值，之后大氣溫度開始下降，直到后工業(yè)時(shí)代才重新上升。而根據(jù)氣候變化規(guī)律進(jìn)行的計(jì)算模擬則表明，由于溫室氣體和冰蓋融化的影響，全新世的溫度只表現(xiàn)出一個(gè)趨勢(shì)，那就是，持續(xù)變暖！這種分歧，被稱為“全新世溫度變化之謎”。

?

間冰期是大冰期中相對(duì)溫暖的時(shí)期，這時(shí)冰蓋消融、冰川后退，致使海平面上升。我們目前所處的全新世，就是一個(gè)始于11700年前的間冰期。｜ArcticToday

?

　　那么地球溫度到底是怎么變化的呢？是本來(lái)就持續(xù)變暖，還是被工業(yè)革命扭轉(zhuǎn)了冷卻趨勢(shì)？

?

　　破解全新世溫度變化之謎

?

　　最近發(fā)表在《自然》雜志上的論文解開了這個(gè)謎團(tuán)。研究人員發(fā)現(xiàn)，在消除地質(zhì)數(shù)據(jù)中的偏誤后，地質(zhì)數(shù)據(jù)重構(gòu)與計(jì)算模擬的結(jié)果取得了一致。全球年平均氣溫確實(shí)是持續(xù)上升的。

?

　　研究人員認(rèn)為，之前地質(zhì)數(shù)據(jù)重構(gòu)與計(jì)算模擬之間的分歧來(lái)自季節(jié)性偏誤。這是因?yàn)?，之前人們主要用海洋表面溫度?lái)重構(gòu)全新世溫度變化，而這個(gè)溫度是存在季節(jié)性偏誤的，這就導(dǎo)致溫度重構(gòu)實(shí)際只反映了季節(jié)溫度的變化趨勢(shì)，而非年度平均氣溫。

?

　　在新研究中，科學(xué)家開發(fā)了一種方法來(lái)識(shí)別這種季節(jié)性偏誤，并從季節(jié)性溫度來(lái)推導(dǎo)年平均氣溫。他們使用了上一個(gè)間冰期（128000-115000年之前）的數(shù)據(jù)。這個(gè)地質(zhì)時(shí)期太陽(yáng)輻射的季節(jié)性差異很大，比溫室氣體或冰蓋的影響更強(qiáng)，使得識(shí)別季節(jié)性偏誤更容易，從而可以根據(jù)數(shù)據(jù)特征去除其影響。

?

　　他們首先把這個(gè)矯正方法用到了巴布亞新幾內(nèi)亞一個(gè)海洋站點(diǎn)，通過有孔蟲類（一種單細(xì)胞海洋生物）化石的鎂鈣比數(shù)據(jù)，來(lái)重構(gòu)過去30萬(wàn)年的海洋表面溫度變化。選這個(gè)站點(diǎn)是因?yàn)椋@里的季節(jié)性氣溫與年平均氣溫均是已知的。結(jié)果顯示，新的矯正方法可以很好對(duì)應(yīng)模擬數(shù)據(jù)。

?

　　研究人員進(jìn)一步將該方法用到其他地質(zhì)記錄站點(diǎn)，覆蓋了全新世與上一次間冰期。這些地質(zhì)記錄數(shù)據(jù)源于有孔蟲類化石的化學(xué)組成，以及烯烴標(biāo)記物——由海藻合成并沉淀到海洋沉積物中的生物標(biāo)記物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)大多數(shù)被檢測(cè)的記錄都存在季節(jié)性偏誤。

?

　　基于此，研究人員推論，之前基于未矯正季節(jié)性偏誤的重構(gòu)記錄所得出的全新世早期的溫度峰值并不存在，那其實(shí)是北半球夏季日照峰值所造成的季節(jié)性特征。整個(gè)全新世，全球平均溫度應(yīng)該是一直上升的，且在后工業(yè)時(shí)代達(dá)到頂峰。全新世溫度變化之謎被有效解決。

?

矯正季節(jié)性偏誤后，地質(zhì)數(shù)據(jù)重建與計(jì)算模擬結(jié)果一致，表明整個(gè)全新世全球溫度一直上升。｜圖源：Nature

?

　　并且，當(dāng)季節(jié)性偏誤可以分離出來(lái)后，研究人員認(rèn)識(shí)到，全新世早期（12000~6500年前）的全球性增溫是由于冰蓋消融引起的，而從6500年前開始的持續(xù)升溫，則是由溫室氣體排放導(dǎo)致的。二氧化碳等氣體因?yàn)楫a(chǎn)生溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球氣溫上升。冰蓋融化導(dǎo)致氣候變暖則是因?yàn)椋└采w的地球反射率更高，一旦融化后，地球會(huì)吸收更多熱量而增溫，而這又會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)冰蓋融化。

?

　　這項(xiàng)研究不僅解決了全新世溫度變化之謎，更重要的是，它提供了一種通用方法，來(lái)矯正一直困擾古氣候?qū)W家的季節(jié)性偏誤問題。這個(gè)方法使用的有孔蟲類化石的鎂鈣比與烯烴標(biāo)記物，可以覆蓋更廣的地質(zhì)年代，后續(xù)可以矯正的數(shù)據(jù)還有很多。不過當(dāng)前方法也存在局限，它只能用到南北緯40度之間的區(qū)域，高緯度地區(qū)缺少可以用來(lái)矯正的間冰期數(shù)據(jù)。由于其在大氣循環(huán)中的重要作用，未來(lái)還需要將這些區(qū)域包括進(jìn)來(lái)。

?

　　氣候變化是人為因素導(dǎo)致的嗎？

?

　　解開這個(gè)謎團(tuán)并不意味著關(guān)于氣候變化的謎團(tuán)都解開了，當(dāng)前對(duì)氣候變化的質(zhì)疑聲仍不絕于耳。主要爭(zhēng)論點(diǎn)并不在于是否存在氣候變化，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都證明，氣候一直都在發(fā)生變化。更多的討論在于，氣候變化是不是人為導(dǎo)致的，或者人為因素是不是主要因素。

?

　　地質(zhì)年代里確實(shí)存在比現(xiàn)在溫度更高的時(shí)期，但那時(shí)還不存在智人這個(gè)物種，所以討論氣候變化沒辦法上升到保護(hù)地球家園的層次，地球怎樣都能轉(zhuǎn)。但具體到人類社會(huì)特別是現(xiàn)代社會(huì)，氣候變化的影響就關(guān)系到很多人的生存問題。例如，海平面上升對(duì)很多沿海城市是持續(xù)存在的風(fēng)險(xiǎn)。

?

　　另一方面，氣候變化也會(huì)改變當(dāng)前的貿(mào)易格局：如果北冰洋存在一條四季通暢的航線，很多港口可能就要衰落或興起；西伯利亞凍土如果解封，俄羅斯可能成為農(nóng)業(yè)大國(guó)；更長(zhǎng)的夏天，或改變的降水模式，可能對(duì)全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)產(chǎn)生影響；增多的極端天氣會(huì)提高所有人的生存成本。因此，探討氣候變化的原因、尋找對(duì)策就變得至關(guān)重要。

?

　　那么，氣候變化是人為導(dǎo)致的嗎？上世紀(jì)70年代，學(xué)術(shù)界的主流意見一度是全球在變冷，這個(gè)觀點(diǎn)主要依賴古氣候?qū)W上萬(wàn)年的周期趨勢(shì)。但最近幾十年的氣候事件顯然并不支持這個(gè)看法。當(dāng)前學(xué)術(shù)界認(rèn)為，溫室氣體，特別是人為來(lái)源的溫室氣體，例如二氧化碳、甲烷、水蒸氣、氮氧化物與氟氯烴等，需要對(duì)最近50年來(lái)的氣候變暖負(fù)責(zé)。

?

溫室氣體，特別是人為來(lái)源的溫室氣體需要對(duì)最近50年來(lái)的氣候變暖負(fù)責(zé)。｜INCAMERASTOCK/ALAMY STOCK PHOTO

?

　　此外，曾有人認(rèn)為，太陽(yáng)輻射強(qiáng)度變化是全球變暖的主要因素，這個(gè)觀點(diǎn)可以用來(lái)解釋歷史上的一些氣候現(xiàn)象，例如明朝的小冰河時(shí)期，但觀測(cè)數(shù)據(jù)并未發(fā)現(xiàn)特別明顯的輻射增強(qiáng)，即使有輻射增強(qiáng)，放到模型里去算，似乎也無(wú)法與溫室氣體排放的作用相抗衡。

?

　　現(xiàn)在我們倡導(dǎo)低碳生活，其實(shí)是希望通過減少溫室氣體排放來(lái)延緩變暖趨勢(shì)，但這個(gè)趨勢(shì)目前來(lái)看已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)，所以要探討普通人減排對(duì)氣候變化會(huì)有多大影響，是比較困難的。然而，氣候變化根本上會(huì)提高未來(lái)所有人的生存成本與風(fēng)險(xiǎn)，從這一點(diǎn)上而言，全球需要在公平公正公開條件下達(dá)成共識(shí)，減少溫室氣體排放，而這種共識(shí)需要所有人的努力。

?

不管能不能逆轉(zhuǎn)氣候變暖大趨勢(shì)，我們都需要減少碳排放以降低生存風(fēng)險(xiǎn)。｜miragenews

關(guān)注【深圳科普】微信公眾號(hào)，在對(duì)話框：
回復(fù)【最新活動(dòng)】，了解近期科普活動(dòng)
回復(fù)【科普行】，了解最新深圳科普行活動(dòng)
回復(fù)【研學(xué)營(yíng)】，了解最新科普研學(xué)營(yíng)
回復(fù)【科普課堂】，了解最新科普課堂
回復(fù)【科普書籍】，了解最新科普書籍
回復(fù)【團(tuán)體定制】，了解最新團(tuán)體定制活動(dòng)
回復(fù)【科普基地】，了解深圳科普基地詳情
回復(fù)【觀鳥知識(shí)】，學(xué)習(xí)觀鳥相關(guān)科普知識(shí)
回復(fù)【博物學(xué)院】，了解更多博物學(xué)院活動(dòng)詳情