百年气候变化 人类难辞其咎

一个世纪前，欧洲和美国工业发展产生的烟尘导致北极变暖。照片来源:GETTY IMAGES

尽管自20世纪以来，工业和建筑业的发展一直在增加大气中的温室气体，但全球温度变化经历了一个波动过程——自1915年以来的30年激增，20世纪50年代后的20多年稳定，然后上升。几十年来，科学家将这些波动归因于地球内部的变化，特别是温度波动的准周期现象:大西洋多十年振荡(AMO)，它被认为是气候的“起搏器”，其特征是海洋温度变化的长期循环。但现在，人们越来越质疑“起搏器”一词是否合适。

英国牛津大学的气候科学家卡斯滕·豪斯坦和其他人本月发表了一项研究，指出全球气候波动可能与AMO没有直接关系。在消除了烟雾和其他因素对陆地和海洋的影响以及温度记录的缺陷之后，豪斯泰因和他的同事发现温室气体和空气污染是20世纪气候变化的主要原因。他说，AMO不太可能形成未知的人类周期，这意味着未来人类活动造成的气候变暖不会被AMO抵消。

科罗拉多州国家大气研究中心的气候科学家凯文·特伦伯斯指出，一些研究人员还认为，豪斯坦等人低估了AMO的作用，“尽管有时它在世界上的作用并不像想象的那么大”。

AMO指的是研究人员观察到北大西洋的海面温度在20到60年后将从异常温暖变为寒冷并逐渐上升的过程。古代的气候变化似乎也有类似的波动。研究人员推测，大西洋洋流传送带的周期性变化是这一现象的原因。爱丁堡大学的统计气候学家Gabriele Hegerl说，还没有人能够解释为什么会发生这样的周期性变化，为什么会有冷却和变暖的过程。证明这种周期性现象的证据正在慢慢消失，“这更难预防”

2012年，英国气象局哈德利中心的气候科学家本·布斯在《自然》杂志上撰文，开始怀疑AMO。20世纪50年代，大气污染、烟雾或气溶胶开始变浓，这可能直接影响海洋的温度升降，而不需要AMO。一些先前发表的独立研究模型也获得了类似的结果。

此外，大多数全球气候模型无法恢复AMO引起的气候波动，“除非研究人员考虑到化石燃料燃烧产生的烟尘和硫酸盐等污染物的影响”迈阿密大学的气候科学家艾米·克莱门特说。

现在似乎有理由相信人类活动和火山释放的气溶胶是整个20世纪气候变化的主要原因。Haustein和他的合作者调整了一个相对简单的气候模型来解释这样一个事实，即大多数污染来自陆地，陆地的加热和冷却速度比海洋快，而北半球的陆地比例更高。它们更倾向于支持火山爆发的冷却效应，这导致温度波动。布斯没有参与豪斯坦和其他人的研究工作，但是他同意这个说法:“我们已经知道气候模型对火山爆发有很强的反应。”

Haustein等人也调整了全球温度记录，因为测量海洋温度的方式也应该考虑在内。在第二次世界大战期间，英国用桶测量海水温度，而美国测量通过船只进水阀的水的读数，该读数通常高于后者。Haustein等人发现，即使人们试图纠正这个错误，结果仍然不令人满意。因此，他们使用来自海岸线和岛屿气象站的数据进行修正。为了将正确的温度记录输入到已建立的气候模型中，该小组使用了专门为下一份联合国气候报告提供的温室气体和气溶胶数据记录，包括历史火山爆发、太阳周期和太平洋厄尔尼诺现象的记录。

研究人员将模拟气候与调整后的温度记录进行了比较，发现几十年的变化只能解释其中的7%。相反，工业烟尘是20世纪早期气候变暖的主要原因。烟雾飘向北极，使得雪变得更黑，吸收了更多的阳光。第二次世界大战后，发电厂排放的硫酸雾增多了。这种成分具有反射作用，防止温室气体上升引起的潜在变暖。20世纪70年代，污染控制开始进一步加速变暖。

布斯说这是一个令人信服的陈述，但是如果研究小组采用其他关于气溶胶对气候影响的合理假设，情况可能会大不相同。特伦伯斯认为，该小组对温度记录的修正使得气候模型更好地匹配不确定的记录。"实际记录确实有相当大的回旋空间."他说。

Haustein说，研究小组特别定制了气候模型来解释20世纪的气候变暖问题。“我们所做的只是使用物理上最一致的数据，”研究小组从1500年到2015年运行了这个模型，结果显示它符合古代气候记录，包括欧洲的小冰期。

如果海洋的振荡不会影响气候，海洋在未来也不太可能变冷，从而解决全球变暖的问题。但是如果AMO真的站不住脚，研究人员可能会预测更快会发生什么。"我们将来会得到的实际上是我们自己的创造."豪斯泰因说。(任芳燕)

相关纸质信息:

DOI:10.1175/JCLI-D-18-0555.1

《中国科学日报》(2019-05-30第三版国际版)