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全球变暖“44岁”,未来“史上最热”可能年年都有

科普小知识2022-07-12 10:46:11
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全球变暖“44岁”

2019年8月8日,秋季开始,24个节气中的第13个节气,秋季从这一天开始。秋天开始后,气温也会逐渐下降。然而,北半球的人们还没有从炎热的夏季中解放出来,在“炎热的夏天”还有相当多的日子。

多年来,人们经常看到“XX年最热的月份”的报道。三天前,联合国秘书长古特雷斯宣布,“刚刚过去的七月是人类历史上最热的一个月”。

有意无意地,我们对全球变暖研究的历史描述在许多场合都变成了单一的叙述。1972年,一群气候学家在布朗大学会面,认为冰河时代即将来临。他们给美国总统写了一封信,提议研究过去的气候变化。1974年,美国成立了气候变化委员会。第二年,8月8日,沃利·布勒克尔在《科学》杂志上发表了一篇论文,认为我们正处于全球变暖的前夜。8月8日也被广泛认为是全球变暖的日子。今年已经过去了44年。

1975年8月8日,全球变暖首次作为一个科学术语出现。

许多人认为这是第一篇关于全球变暖研究的论文,也是“全球变暖”这个科学术语诞生的象征。

随后,全球气温在1975年达到最低点。自1976年以来,全球气温进入上升通道。到2015年,全球温度曲线几乎完全符合布勒克尔论文的预测。

布勒克尔对全球温度的预测及其与美国国家海洋与大气管理局测量结果的比较

(资料来源:https://www . the guardian . com/environment/climate-consensus-9percent/2015/nov/05/scientists-warning-the president-with-global-变暖-50年前-今天)

全球变暖已经逐渐成为科学家的主流声音。以1990年联合国气候变化专门委员会第一份气候变化评估报告的发表为标志,学术界认为人类活动对气候变化的影响超过了自然因素,可能已经成为全球变暖的主要驱动力。

那么,20世纪70年代全球变化研究到底发生了什么?

有了数据和事实,全球变暖是真实的。

多亏了信息技术,我第一次使用谷歌的Ngrams搜索更稳定的英语书。时间范围限于1960年至2000年,比较了英文书籍中全球警告和全球变冷的发生频率。

NGRAMS对全球变冷和全球变暖的搜索结果。(资料来源:books.google.com/ngrams)

正如所料,至少自1980年以来,英语书中全球变暖的频率明显高于全球变冷的频率。自1988年以来,全球变暖加剧,而全球变冷一直徘徊在低水平。

令人惊讶的是,从1973年到1977年,全球变冷只比全球变暖更频繁,甚至比1960年到1973年的全球变暖更不频繁。

全球变冷从未成为主流吗?除了20世纪70年代中期,气候变化研究的焦点一直是变暖?

19世纪下半叶,许多学者开始认识到,大气化学成分的变化可能导致大气对地面长波辐射吸收的变化,或者可能与地质学家已经揭示的冰期有关。

1896年,瑞士科学家Svante Arrhenius首次定量计算出大气中二氧化碳浓度翻倍将导致全球变暖5~6度。美国冰川学巨人钱伯林立即用这一观点来解释冰河世纪的原因:全球碳循环是气候变化的一个重要反馈因素。

在更短的范围内,1938年,葛兰达首次公布了自1880年以来的温度记录,认为由二氧化碳浓度增加引起的全球变暖正在持续。

全球变暖测量的第一个记录(卡伦德,1938年。QJRMS)

二战结束后,全球工业化大规模发展。从1958年开始,人类第一次连续观测大气中的二氧化碳浓度。第一批数据发表于1960年,这清楚地表明二氧化碳具有明显的年内和年间变化,且年间上升趋势明显。然而,同年公布的气温记录显示,自1940年代以来,气温一直在下降。这两者之间的矛盾迫使气候学家考虑更多的反馈机制。

随后,水蒸气(1963)、地球轨道元素(1966)、地表反照率(1969)、气溶胶(1970)、氟利昂(1975)、甲烷和臭氧以及生态系统变化(1976)和海水运动(1986)逐渐被纳入气候系统。

到1990年代初,气专委发表了两份气候变化评估报告。海洋沉积物和格陵兰冰芯揭示了气候突变。我们对气候系统变化的事实和驱动因素的理解框架已经基本确定。

从1960年人们认识到第二次世界大战后气温下降到20世纪90年代初确立全球变暖的主导地位,学术界产生了大量关于全球气温趋势的预测论文,对世界变冷还是变暖存在许多争议。

美国国家气候数据中心主任托马斯·彼得森带领一个团队分析气候变化预测论文的引文。目标文件要求明确讨论未来几十年到几百年的气候变化趋势,文件的出版时间集中在1961979年。考虑到引用数据的滞后性,引用数据统计至1983年。

根据这些标准,他们从过时的期刊数据库JSTOR中检索了71篇文章。

1961980年气候预测论文的出版物数量和引用数据(数据来源:Peterson等,2009)

其中,有7篇文章认为未来会变冷,20篇文章是中性的,44篇文章认为世界会变暖。截至1983年,冷却论文被引用325次,中立论文被引用424次。这份暖纸被引用了2043次。

根据学术界通行的规则,几乎可以肯定的是,全球变冷从未成为气候变化研究的主流,在20世纪70年代早期,全球变冷还没有科学共识。

所谓的“冰河世纪”纯粹是误读。

在过去10年左右的时间里,许多人认为学术界对未来的气候变暖或变冷有争议,部分原因是对文献的错误理解。一个典型的例子是前政治人物詹姆斯·施莱辛格,他曾担任尼克松*的*情报局局长和卡特*的能源部长。2003年,他在《华盛顿邮报》评论(op-ed)上引用了国家科学委员会1972年的一份报告,声称“从过去间冰期的记录来看,当前的高温状态将很快结束,并进入下一个冰期”。俄克拉荷马州参*詹姆斯·殷霍夫广泛宣传了这一观点。

但事实上,施莱辛格和殷霍夫引用的报告只是对当时学术界气候变化研究现状的描述。该报告编号为NSB0671,可公开获得。全文426页,引用的句子出现在55页。原文如下:

NSB 1972报告模式和环境科学的观点摘录(第55页)

在他们引用不完全的句子后,转折连词却突然出现了。该报告的作者明确认为,人类活动对自然环境产生了影响,并确定了其中的两个因素:森林砍伐和二氧化碳排放。

施莱辛格和殷霍夫的引用完全歪曲了报道。他们片面强调特定的科学事实,以促进特定的政治价值观,实现个人或群体的政治利益。虽然这些故意误导在学术界不值得一提,大多数严肃的学者也鄙视它们,但在公共传播领域,大量的公众被误导,并有广泛传播的毒药。

未来会更热,这两个地方不适合居住。

刚刚过去的7月是该仪器记录的最热的7月,比1981年至2010年7月的平均温度高0.56℃。据2019年初报道的一项研究显示,日平均气温每上升1℃,中国居民的非意外死亡率就会上升2%,其中心血管死亡率上升3%,呼吸系统死亡率上升2%,脑血管疾病死亡率上升2%。就在两天前,《自然通讯》杂志刚刚发表的一份中国典型城市的热相关死亡率评估显示,气温上升了1.5℃,热相关死亡率可能从1982005年的百万分之32.1上升到百万分之103.129.9。如果上升2℃,相应的数字是137.169.9人/百万。据中国8.31亿城市居民称,气温上升2℃至1.5℃,每年将导致中国城市至少27900人因高温死亡。

上图:1850年至2019年全球七月平均温度曲线。下图:1979年至2019年全球7月平均气温曲线,略高于2016年。(资料来源:气象组织)

如果进一步考虑空气湿度的影响,全球变暖的影响将进一步放大。在高温环境中,生物体通过排汗、蒸发和散热来降低体温。达到平衡后,最终的体感温度是温度减去蒸发带走的热量之间的差值,蒸发带走的热量用气象学中的湿球温度来描述。如果湿球温度接近人体温度,就很难通过排汗来降低体温,从而危及健康。亚洲的东部和南部属于季风气候。高温期与雨季相吻合。这种威胁甚至更严重。麻省理工学院的埃尔法蒂赫·埃尔塔希尔领导的研究小组评估了印度东北部(2016,自然气候变化;2017年,科学进步)和华北(2018年,自然通讯)可能在21世纪末面临极端热浪,湿球温度高达35℃。据估计,健康的人在这种环境下不能在户外生存超过6小时。换句话说,到本世纪末,世界上人口最稠密的两个地区将不再适宜居住。

在高温室气体排放(RCP8.5)的情况下,21世纪末日最高湿球温度的分布

(资料来源:康和艾达希尔,2018年)

未来令人担忧。在汹涌的热浪中,冷静地回顾气候变化研究的历史,将为全球变暖的科学结论扫清迷雾,有助于迅速采取行动减缓全球变暖。

作者简介:唐,中国科学院地质与地球物理研究所副研究员