北京時(shí)間3月13日消息，新科學(xué)家報(bào)道，根據(jù)幾項(xiàng)最新研究表明，氣候?qū)Χ趸几叨让舾?，這意味著溫室氣體的釋放將導(dǎo)致強(qiáng)烈的變暖效應(yīng)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)暗示如果我們想要避免危險(xiǎn)的氣候變化，我們必須加快減少溫室氣體的排放。考慮到過(guò)去幾十年緩慢的變暖效應(yīng)導(dǎo)致某些人總結(jié)稱氣候的敏感度非常低，這一結(jié)論聽(tīng)上去可能出人意料。
然而最新發(fā)現(xiàn)顯示工廠和煙火排放的氣溶膠污染的冷卻效應(yīng)被大大低估，這意味著如果亞洲的國(guó)家清理了天空的霧霾，變暖效應(yīng)將卷土重來(lái)。這是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，以下將問(wèn)題分解開(kāi)來(lái)進(jìn)行闡述。
什么是氣候敏感度?
如果你打爆了你的好朋友的牙，他會(huì)做出什么反應(yīng)?他會(huì)聳聳肩，大哭一場(chǎng)還是揚(yáng)長(zhǎng)而去策劃謀殺你?氣候敏感度測(cè)量的是地球?qū)ξ覀冏龀龅男袨榈姆磻?yīng)，也就是如果我們?cè)诖髿鈱永锱欧诺亩趸己糠兜脑?，將產(chǎn)生多強(qiáng)的表面溫室效應(yīng)?
它真如聽(tīng)上去這么簡(jiǎn)單?
有關(guān)氣候敏感度一直存在不確定性因素。非常低的值被排除，但距離確定具體值還比較遠(yuǎn)。政府間氣候變化專門(mén)委員會(huì)(IPCC)的最新報(bào)告稱氣候敏感度大約介于1.5攝氏度至4.5攝氏度之間。即使敏感度很低，如果我們不盡快遏制排放量，2100年全世界溫度將上升3度，這導(dǎo)致我們位于公認(rèn)的“危險(xiǎn)”門(mén)檻。另一方面，如果敏感度很高，溫室氣體排放量仍然很大，那么地球的部分地區(qū)將變得不適合居住。
為什么存在這么多不確定性?
科學(xué)家們已經(jīng)很好的理解溫室氣體的即時(shí)變暖效應(yīng)。但是如果地球變暖，那么各種反饋效應(yīng)將紛至沓來(lái)。隨著氣候變暖低層大氣層將變得更加潮濕，圍困住更多熱量。云層、海上浮冰和雪覆蓋范圍都將發(fā)生變化。永久凍土將融化，導(dǎo)致黑暗的植被將在曾經(jīng)太冷而不適合生長(zhǎng)的地區(qū)生長(zhǎng)，海洋將吸收熱量，大片冰原開(kāi)始融化。
與此同時(shí)，人們已經(jīng)砍伐森林建造城市，排放大量污染物至大氣層和海洋里。有些污染物，例如硫磺氣溶膠，具有冷卻作用。為了確定氣候敏感度，我們需要分解這些效應(yīng)，但這并非易事。
最新消息?
一系列近期報(bào)告解決了不同研究之間的很多分歧，它們都一致認(rèn)為敏感度相對(duì)比較高?！八械淖C據(jù)都指向較高的一面，”美國(guó)宇航局位于紐約的戈達(dá)德太空研究所的德魯·辛戴爾(Drew Shindell) 這樣說(shuō)道?！八鼈兿蛭覀儌鬟_(dá)了相同的信息。”2013年好幾項(xiàng)研究得出了較低敏感性的估計(jì)。這些研究是基于過(guò)去幾十年間全球變暖的程度。由于21世紀(jì)初的變暖速率低于20世紀(jì)90年代——有時(shí)候也被稱為全球變暖的“暫停”——因此這一方法導(dǎo)致了較低的估計(jì)值。然而其他的方法，例如觀察地球幾千年前的氣候，都持續(xù)指向了較高值。
如果二氧化碳水平比20世紀(jì)90年代的指標(biāo)要低，而地球變暖的速率更慢了，這不是意味著氣候敏感度很低嗎?
問(wèn)得好!大多數(shù)氣候模型預(yù)測(cè)21世紀(jì)初更強(qiáng)烈的變暖效應(yīng)。理論上來(lái)說(shuō)，這意味著這些模型都高估了氣候敏感度。然而，還存在好幾種其它可能的原因。模型假定火山活動(dòng)、氣溶膠污染的水平和太陽(yáng)活動(dòng)將持續(xù)保持與20世紀(jì)90年代相當(dāng)?shù)乃?。但是太?yáng)活動(dòng)有所減少，而火山活動(dòng)和氣溶膠含量上升了。這些改變具有冷卻作用。
近日辛戴爾和同事加文·施密特(Gavin Schmidt)利用氣溶膠含量和太陽(yáng)活動(dòng)的最新數(shù)據(jù)重新運(yùn)行了這些模型，大多數(shù)差異都消失了。模型和觀測(cè)之間剩下的差異可能是因?yàn)楹Ｑ髷z取的日益增加的熱量。
這并不意味著敏感度更高了，不是嗎?
這意味著我們不能基于模型結(jié)果和現(xiàn)實(shí)不匹配而排除具有高敏感值的模型。恰恰相反，最敏感的模型可能是最貼近實(shí)際的。例如，澳大利亞悉尼市新南威爾士大學(xué)大氣科學(xué)家史蒂文·舍伍德(Steven Sherwood)和同事調(diào)查了為什么不同的模型會(huì)產(chǎn)生不同的敏感度估值。研究小組發(fā)現(xiàn)這些模型里云的特征解釋了超過(guò)半數(shù)的差異。那些最接近真實(shí)云特征的模型往往預(yù)測(cè)了更高的敏感度。
如果舍伍德是正確的，那么平衡氣候敏感度一定高于3攝氏度。這比去年IPCC報(bào)告里給出的最小值1.5攝氏度高了很多。
什么是平衡氣候敏感度?
這便是棘手的方面。目前存在很多定義氣候敏感度的方式。其中之一便是調(diào)查二氧化碳水平達(dá)到原始值的一倍時(shí)產(chǎn)生的變暖效應(yīng)。這被稱為瞬時(shí)氣候響應(yīng)，即使二氧化碳水平保持穩(wěn)定，表面溫度也會(huì)保持上升長(zhǎng)達(dá)幾十年，海平面也會(huì)上升長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)世紀(jì)。平衡氣候敏感度則更有前瞻性，它所調(diào)查的是二氧化碳含量翻倍時(shí)的效應(yīng)，那時(shí)候好幾種反饋都已經(jīng)失去作用。 IPCC描述的介于1.5-4.5攝氏度之間，而舍伍德表示至少3攝氏度的數(shù)值正是指平衡敏感度。
對(duì)于二氧化碳含量翻倍還存在一個(gè)長(zhǎng)期的反應(yīng)，它有時(shí)候被稱為地球系統(tǒng)敏感性，包括非常緩慢的反饋，例如格陵蘭島和南極洲冰川和植被的變化。這個(gè)數(shù)值可能達(dá)到平衡敏感度的2倍。如果平衡敏感度為3攝氏度，那么地球系統(tǒng)敏感度將為4.5至6攝氏度之間。
這真讓人感到困惑
換個(gè)角度這樣想，瞬時(shí)氣候響應(yīng)是我們需要現(xiàn)在考慮的問(wèn)題，因?yàn)樗鼘Q定在我們的一生中將發(fā)生多大的溫室變暖效應(yīng)。平衡氣候敏感度則對(duì)我們的子孫有影響。而地球系統(tǒng)敏感性決定了我們未來(lái)遙遠(yuǎn)后代的命運(yùn)。
先不管我的子孫后代，我只擔(dān)心現(xiàn)在我面臨的問(wèn)題。瞬時(shí)氣候響應(yīng)有多大?
去年的一項(xiàng)研究總結(jié)稱瞬時(shí)氣候響應(yīng)大約為0.9至2攝氏度，很可能是1.3攝氏度。這是令人驚訝的一個(gè)低值，因此吸引了很多科學(xué)家們的注意。這項(xiàng)研究利用了一項(xiàng)非常簡(jiǎn)單的方法，合計(jì)了各種導(dǎo)致變暖或冷卻的不同因素，從而估計(jì)地球吸收的熱量。
辛戴爾作為2013年這項(xiàng)研究的作者之一，表示這種計(jì)算可能極大地低估了工廠和汽車(chē)排放的氣溶膠污染的冷卻作用，因?yàn)樵撃Ｐ秃雎粤水?dāng)?shù)匚廴疚锏姆植?。大多?shù)這類污染都位于北半球，尤其中國(guó)是個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)。
一旦考慮氣溶膠的不一致分布，辛戴爾金算出瞬時(shí)氣候響應(yīng)大約為1.3至3.2攝氏度，很可能是1.7攝氏度。他并沒(méi)有計(jì)算平衡敏感度，但他表示這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與舍伍德的研究結(jié)果相一致，都暗示了估值超過(guò)3攝氏度。
然而，辛戴爾的發(fā)現(xiàn)并不意味著氣候模型低估了未來(lái)變暖效應(yīng)，因?yàn)橐话愕臍夂蚰Ｐ鸵呀?jīng)考慮了氣溶膠的空間分布。他所做的是解決計(jì)算敏感度的不同模型之間的差異?！?氣候敏感度)并不位于低值一端，” 辛戴爾說(shuō)道。這意味著我們必須立即行動(dòng)起來(lái)，減少溫室氣體排放。如果不這么做，隨著亞洲國(guó)家減少氣溶膠的排放，變暖效應(yīng)將在20年或者30年內(nèi)加速。低含量的氣溶膠、較高的敏感性和較高的二氧化碳排放水平將導(dǎo)致2100年全球溫度上升5-6攝氏度。(編譯/嚴(yán)炎劉星)
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