全球气候变化趋势图,全球气候变化趋势是什么

数百万人正在亲身经历气候变化带来的影响。今年夏天,猛烈的热浪打破了全球气温记录,村庄被烧毁,电力被切断,森林火灾频繁被引发,道路和跑道也被阻断,并且仅在欧洲就可能造成了数千人的死亡。从一个抽象的威胁,到一个温度记录不断被刷新,干旱严重,以及火灾四处蔓延的时代,这个令人眼花缭乱的快速转变让许多人想知道:气候变化的发展速度比科学家预期

全球气候变化趋势图,全球气候变化趋势是什么

数百万人正在亲身经历气候变化带来的影响。今年夏天,猛烈的热浪打破了全球气温记录,村庄被烧毁,电力被切断,森林火灾频繁被引发,道路和跑道也被阻断,并且仅在欧洲就可能造成了数千人的死亡。

从一个抽象的威胁,到一个温度记录不断被刷新,干旱严重,以及火灾四处蔓延的时代,这个令人眼花缭乱的快速转变让许多人想知道:气候变化的发展速度比科学家预期的要快吗?考虑到目前大气中的温室气体水平,这些极端事件是否比研究预期的更为极端?

恰恰,这是两个截然不同的问题,有着不同而微妙的答案。

在很大程度上,用来模拟地球对大气中温室气体浓度上升反应的计算机模型并没有太离谱,尤其是考虑到它们不适合预测区域性的极端温度。但是,最近一系列非常炎热的热浪确实让一些科学家产生疑惑——模型是否低估了这类事件的频率和强度,一些因素是否发挥了比某些模型更为重要的作用,以及这一切对未来几十年的气候情况可能意味着什么。

让我们逐一解决这些问题。

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(图片来源:technologyreview.com)

气候变化是这些极端热浪的主要原因吗?

是的。一项又一项研究清楚地表明,全球变暖为夏季气温建立了一个更加炎热的基准线,这大大增加了更频繁、更极端、更持久的热浪的可能性。

世界天气归因组织(World Weather Attribution)的联合负责人 Friederike Otto 在一份有关最近几天欧洲各地前所未有的高温的新闻声明中说:“气候变化正在推动这一热浪,就像它现在推动每一次热浪一样。过去罕见的热浪现在很常见;过去不可能发生的热浪现在正在发生,并致人死亡。”

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(图片来源:technologyreview.com)

气候变化的速度比科学家预期的要快吗?

至少在广义上讲,答案是否定的。事实上,温室气体水平以及全球平均气温相关的上升,与模型预测的传播密切相关,甚至可以追溯到20世纪70年代的原始气候模拟。

一些研究人员和相关研究,包括最新的联合国气候报告,都强调了观测到的气温是如何密切地跟随预测的气温上升的。这种相似之处令人难以置信(仿佛世界早在几十年前就已经注意到气候学家的预警一样)。

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(图片来源:technologyreview.com)

事实上,正如 Zeke Hausfather, Kate Marvel, Gavin Schmidt 及其他科学家今年早些时候在《自然》杂志上指出的那样,研究人员目前担心的是,最新一代的模型整体上都过于敏感了,这可能会导致过度预测由二氧化碳浓度增加带来的变暖水平。

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(图片来源:nature.com)

关于极端事件,气候模型是错误的吗?

有时候是,但这是一个复杂的问题。

科学家们认为,现实世界中的某些事件发生的速度或程度,比过去或现在的模型预测的更快,包括北极冰层的消逝、野火烧毁的土地数量,以及近几十年来欧洲极端气温事件的迅速增加。

加州大学洛杉矶分校的气候科学家 Daniel Swain 说:“当谈到某些类型的极端事件时,我认为有一些证据表明,事情的变化速度比预期的要快,或者在全球气候模型中有明确的表现。”

“但是,”他补充道,“也许这不应该太令人惊讶。”

这是因为,在很大程度上,气候模型并不是用来预测区域极端事件的。它们的主要任务是模拟长时间跨度和大范围内的平均温度变化。

研究人员深知,且一直清楚气候模型的缺点。虽然它们在不断改进,但它们仍然是粗糙的计算机模拟,受限于人类对气候系统的理解、地球系统之间复杂的相互作用、计算能力、以及无数次运行模型以探索各种可能性的成本。并且,它们仍然把地球分成相对较大的块,以使得计算单元易于处理,从几十平方公里到数百平方公里再到数千平方公里不等。这也就限制了对当地天气事件的高精度预测。

也很难判断我们所看到的一些天气事件是否发生在模型发现范围之外。例如,模型确实产生了类似欧洲发生的事件,但那应该非常罕见:在当前的气候条件下,每100年可能都不会发生一次。问题是,像欧洲当前的热浪或是去年发生在太平洋西北地区的热浪这样的极端事件,究竟是显著的异常值,还是表明气候变化会比最初预期更频繁地产生更热事件的早期预警信号呢。

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由于人类活动导致气候变暖的时间太短,科学家们无法确定这类问题的答案。

康奈尔大学地球和大气科学助理教授 Flavio Lehner 在一封电子邮件中表示:“这些史无前例、破纪录的事件存在很多不确定性。”当涉及到某些极端事件时,“你不能以最高的信心说模型得到了这个或没有得到这个”。

还有什么其他的力量会导致非常炎热的热浪?

Lehner 说,不同的研究人员正在探索某些力量可能加剧热浪的程度,以及它们是否在今天的模型中得到了准确的反映。

这其中包括潜在的反馈效应,例如一些地区土壤和植物的干燥。超过一定的阈值后,这可能会加速热浪期间的升温,因为原本会进入蒸发水中的能量会使空气变暖。

另一个开放的科学问题是,气候变化本身是否增加了某些大气模式的持久性,而这些模式显然助长了热浪。这包括高压脊的形成,它将热空气向下推,形成所谓的热穹,盘旋并炙烤着大片区域。

根据一篇即将发表的论文,这两股力量可能在去年太平洋西北地区的热浪中发挥了重要作用。在欧洲,研究人员注意到,急流的分裂和不断变暖的海水可能在整个欧洲大陆极端高温事件的上升中发挥了作用。

为什么科学家没有正确地警告我们?

为了应对越来越多的极端天气事件,一些出版物实际上已经印刷了这样的文字。

但是,需要明确的是,几十年来,科学家们一直在以各种可能的方式发出警报,气候变化将使地球变暖,变得更奇怪,更难以预测,并在许多方面对人类、动物和生态系统更加危险。他们对自己理解的局限性一直很坦率。直到最近,他们面临的主要指控是,他们是世界末日恐惧的制造者,为了研究资金或政治原因夸大了威胁。

现实世界的事件在一定程度上突出了气候模型的缺陷,但它们并不等于某种“啊哈,明白了,科学家一直都是错的”的启示。Lehner 认为,他们提供了对这些工具的压力测试,并且研究人员急切地使用这个测试,来完善他们对这些系统以及他们所创造的代表这些系统的模型的理解。

斯坦福大学伍兹环境研究所(Stanford Woods Institute for the Environment)所长 Chris Field 在回应《纽约时报》“很少有人认为(气候变化)会来得这么快”的断言时,直言不讳地说:“问题不在于科学家们弄错了。尽管有与现有证据相一致的明确警告,但致力于向公众提供信息的科学家们,一直在充满危言耸听和政治动机的虚假指控的氛围中,努力让人们听到他们的声音。”

气候变化归因让人们更清楚的认识气候变化

其实,在本世纪初,科学家们曾不愿将任何具体事件与气候变化联系起来。

但在过去的几年里,科学家们进行了非常多的极端天气归因研究。而快速改进的相关工具与技术也使得该领域的研究成果更加可靠、更有说服力。

首先,越来越多且详细的卫星数据帮助科学家们更加了解自然系统。此外,计算能力的提高也意味着科学家们可以进行更高精度的模拟,并开展更多的虚拟实验。再加上其他一系列的技术进步,使得科学家们更加确信“全球变暖”助长了一系列危险的天气事件。

2020年,与气候分析相关的气候变化归因(Climate change attribution)技术入选了《麻省理工科技评论》“全球十大突破性技术”。这项技术将使人们更加清楚地认识到气候变化是如何让天气恶化的,以及我们需要为此做好哪些准备。

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参考资料:

https://www.technologyreview.com/2022/07/21/1056291/do-these-heatwaves-mean-climate-change-is-worse-than-we-thought/

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