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有个古老的词汇叫“盲人摸象”——我们触摸到真相的一面时,经常就停步不前,以为得到了全貌。比如,温室效应——全球变暖——全球高温,听上去这么水到渠成的判断难道会有错吗?然而,科学研究告诉我们这个逻辑推断,仅仅是可能性的一种。
今年夏天,中国、美国等北半球多国遭遇历史罕见酷热,一些地区的气温更是打破多年历史纪录。2010年7月上旬,北京遭受39℃~40℃的高温;当地时间6日,纽约曼哈顿中央公园的最高温度也达到39.45℃。极端高温事件正在频频发生,这样的情况并不是今年的特例,于是,各个媒体惊呼:全球真的变暖了!
那份由IPCC(联合国政府间气候变化委员会)发布于2007年,宣布全球变暖是不争的事实的报告里说“过去100年(1906-2005年),全球地表平均温度升高0.74℃”,这个0.74℃能有这么大威力以至于引发全球“高烤”吗?
三大因素引发地球“高烧”
全球高温频现的原因究竟何在呢?专家们主要有以下观点:
全球变暖是全球高温的大背景。中国气象局国家气候中心主任董文杰认为,近百年来,地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化。这种全球性的气候变暖是由自然的气候波动和人类活动所共同引起的。全球气温上升,而北半球中高纬度地区尤其明显,这是北半球及我国夏季极端高温热浪频繁出现的大背景。
大气环流异常是直接原因。中国气象局国家气候中心研究员丁一汇等气象专家撰文称,印度半岛上空持续被东进的伊朗高压所控制,干热的西北气流造成了持续的干燥酷热天气。而在欧洲,一个较强的高压脊稳定在欧洲中南部上空,使该地区热浪不断。同样的,国家气候中心首席气候专家任福民也表示,大陆暖性气团长时间稳定控制和太阳辐射增温是我国此次高温事件的 “幕后真凶”。
城市热岛效应是催化剂。国家气候中心首席气候专家任福民表示,随着经济快速发展,城市化进程的加快,人口、生产、交通集中,在工业生产、家庭炉灶、内燃机燃烧、机动车行驶等方面消耗能源的同时,都有一定的废热排放,使城市区域增加许多额外的热量收入,形成热岛。同时城市规划建设使得土地利用发生变化,植被减少等城市化造成的热岛效应也加剧了极端高温的酷热程度。
全球高温是由全球变暖导致的吗?
而以上这些说法中,最被大家所熟知的便是“全球变暖”了。“人类活动—温室效应—全球变暖—全球高温”这似乎是 一个完全顺理成章的逻辑。
2010年7月,原中央气象台台长李小泉在谈及中国北方出现高温天气时就说,“虽然极端高温事件,每年都会出现,不过近年来确实极端高温事件发生的频率比较高,这个就和气候变化,全球变暖的背景还是有一定的关系的。”这里,他用的是“有一定关系”这样的说法,但,到底是怎样的关系呢?李小泉并没有说明。
2007年5月,俄罗斯科学院通讯院士、大气物理研究所气候理论实验室主任莫霍夫就表示,俄部分地区近日出现的罕见高温天气可能由全球变暖导致。2006年7月,英国气象局哈德利中心首席科学家斯托特说,虽然气温屡创新高不能直接证明全球气候在变暖,但全球变暖无疑增大了出现异常高温天气的可能性。他指出,反常的持续高温天气可能是全球气候变暖的一种反映。
美国的科学家们用的是反证法。美国国家大气研究中心的研究人员在2009年11月美国《地球物理研究通讯》上报告说,如果全球变暖现象没有发生,美国每年创纪录的高温天数和低温天数应大致相等。但目前的情况是,从2000年1月1日至2009年9月30日,全美创纪录的高温天数要远远多于创纪录的低温天数。
而中国气象局国家气候中心首席气候诊断专家翟盘茂则认为,大范围高温天气的出现是否与全球变暖有关,现在还不能贸然下结论。全球变暖主要体现在冬半年(每年10月~次年3月),有两个最明显的证据:霜冻日数的下降和极端冷的天气事件的显著减少。然而,事实上,这两项证据并没有出现。而且,从过去50多年的变化来看,35℃以上的高温日数没有出现明显增多的趋势。因此,这种高温天气很可能只是一种主要受自然原因支配的年际变化的表现。
为何看上去这么顺理成章的事儿,到了科学家那里,却变得复杂了呢?因为我们把还有待验证的假设当成了结论。
全球变暖导致全球高温,这个因果关系里其实包含了多层问题:第一,全球到底是不是在变暖?第二,全球变暖是一个气象学上的概念,还是一个社会学的概念?就是说,全球变暖的程度是否足以如此强烈地影响到我们的生活?而更重要的一个隐含问题是:即使全球在变暖,那么,这是人为导致,还是地球的自然规律呢?层层分析下来,你会发现,事情根本没有看上去那么简单。
一半是寒冷,一半是火焰
2006年5月24日在美国上映的美国前副总统戈尔的纪录片《难以忽视的真相》,让全球变暖的话题变得家喻户晓。
联合国政府间气候变化委员会2007年2月IPCC发布的第四次全球气候变化评估报告声明:“气候系统正在变暖是无可辩驳的事实”—这个结论将在很长一段时间内成为一个像真理一般铁定的事实。
但是,2009年底哥本哈根气候变化大会前发生的“气候门”事件,却对这个“事实”产生了巨大冲击:俄罗斯黑客入侵了英国东英吉利大学气候研究中心的计算机服务器,并盗载了该中心主任菲尔•琼斯教授等气象学家上千封电子邮件和三千多份有关气候变化的文件,并在一个气象科学家网站上将这些邮件等资料公布了出来。资料显示,一些科学家涉嫌操纵数据,选择科学流程,支持其碳排放导致全球气候变暖加剧的结论。
自此,“全球变暖”这四个字后面被打上了问号,关于这个结论的激烈争论浮出水面,并愈演愈烈,甚至有人认为,全球变暖是一场骗局,是政客们为了通过限制碳排量而限制某些国家发展的闹剧。
2007 年的冬天,本来美国国会计划要在华盛顿召开全球变暖的听证会,结果不但预期的暖冬没有降临,天气反而变得异常寒冷,最后这个全球变暖的会议因为天气太冷而推迟了。2009年底,哥本哈根大会后罕见的严寒席卷了几乎整个北半球。2009年12月中旬,暴风雪横扫欧洲,部分地区积雪深度超过50厘米,交通瘫痪;2009年12月19日至20日,美国东部普降暴雪,华盛顿地区的积雪深度达61厘米,创下1932年12月以来之最;2010年1月6日,北京最低气温达零下16.7℃,突破1971年以来1月上旬最低气温纪录。
这些与全球变暖说截然相反的事实,都让IPCC的报告受到了质疑。
全球变暖证据不足
有科学家指出,2007年IPCC的评估报告是基于公元1400年以来的北半球平均夏季温度序列作为对照的古气候资料。但是15世纪是一个介于“中世纪温暖期”和“小冰期”之间的时期,如果用包括了中世纪暖期的10世纪以来的气候资料作为对照的古气候资料,就会发现现在所谓的全球变暖还根本未达到中世纪暖期的温暖程度。
“气象记录并不能被看作是气候变化的证据。”美国阿拉巴马大学的大气科学教授约翰•克里斯蒂指出。他和其他一些科学家的着眼点是散布在世界各地的数千个气象站。150多年来,它们被用于收集气象数据。但城市化进程、土地使用的改变等因素对它们产生了严重的干扰。气象学家安东尼•瓦特原本是全球变暖的“铁杆” 支持者,但在实地调查534个气象站后,他的看法改变了。按照美国官方的标准,他们发现已调查的气象站中有56%是严重不合格的(误差高于5℃);87% 的气象站是不合格的(误差高于1℃)。这些为“全球变暖”提供原始数据的气象站,有的位于空调设施附近,有的位于废弃物处理厂边上。在英国,曼彻斯特机场旁边的一个气象站原本被田野包围,而现在,它周围全是散发热量的建筑。
当然,IPCC在报告中所描述的、证明全球变暖的证据,确实有一部分是大家都能看见的事实,比如:地球上冰川覆盖的面积正在减小;20世纪全球海平面平均上升了0.1~0.2m等等。
科学家们在那边口诛笔伐,而我们,面对一半是寒冷,一半是火焰的世界,还是不知道:这个地球是不是在变暖。
全球变暖是人为造成的吗?
其实,大家之所以对全球变暖如此关注,最重要的原因是基于一个定性思维:人类活动引发温室效应,从而导致了全球变暖。
那么,如果全球真的在变暖,就一定是人为因素导致的吗?IPCC第四次评估报告指出,“人类活动因素是全球大气中温室气体浓度大幅升高的主要原因”。美国《科学》杂志报道的海洋模式模拟结果表明,“全球主要由人类活动排放的温室气体比重占所有原因的95%”。
我国气候专家郑国光说:“大量的科学研究表明,如果仅考虑太阳活动、火山爆发等自然因子,是无法解释20世纪中叶以来的全球气候变暖现象的;只有考虑人类活动的作用,特别是大气温室气体浓度的大幅增加,才能再现出近50年来全球气候的变暖趋势……20世纪后半叶的全球气候变暖不能排除人类活动的作用。”
但这并不是被所有科学家都承认的一个结论,其主要原因是科学家不可能造出一个没有人为影响的实验地球,以对照确定全球气候变暖是由于人为因素还是其他因素。气温升高的原因主要是根据数学模型拟合的,即在数学模型中不断加入各种因素,直至达到最佳拟合实际观测的气温。现在的纳维叶—斯托克斯模型(该模型于1800年初,由英国的G.G. Stokes 和法国的M. Navier 推导而来)正是在加入了二氧化碳因素后达到了最佳拟合。因此,科学家们认为,以二氧化碳为代表的温室气体排放过多导致全球气候变暖,进而导致了近几年的全球高温。
对碳排放影响的多方面质疑
但由纳维叶—斯托克斯模型推导出来的人为活动引发温室效应的结论,正受到越来越多方面的质疑:
比如说,实验并不能严谨地验证各因素的得失。物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题(即每次只改变其中的某一个因素,研究其对事物的影响),分别加以研究,最后再综合解决,这就是控制变量法。然而在实际应用中,正因为无法造出一个实验地球的原因,专家很难只控制单一变量(即二氧化碳)来得出准确结论。
另外科学观测与研究表明,由于太阳活动、火山活动和气候系统的内部调整过程等自然因素的共同作用,全球地表平均气温的变化并不是直线式上升或下降,而是存在着多种时间尺度的波动。这一结论表明,高温产生可能其中包含了一些我们尚未确认的由其他活动所带来的间接影响。
还没有一个令人耳目一新的观点——随机漫步模型的新观点,即全球气候变暖是自然随机现象。这是由广西科学院研究员严少敏和吴光提出的新解释,他们认为,全球气温变化犹如用随机漫步解释醉汉行走的路线,醉汉向目标行走不是一条直线,而是一会儿向左侧一会儿又向右侧,地球气温变化或许也如此。
除此之外,科学家们还发现,近100多年来,全球平均气温经历了冷—暖—冷—暖两次波动。因而当前的高温,很可能是地球冷热交替中较热的一个时期。
人类碳排放仅是“零头”
并且更让人跌破眼镜的是,已有证据显示人类的二氧化碳的排放并不像宣传的那样威力巨大,甚至可以说是九牛一毛。德国马普生物地球化学研究所,克里斯蒂安•比尔领导的一个国际研究小组在今年7月的《科学》杂志上发表了研究报告,研究人员通过在全球采集数据和具体测量,首次回答了气候变暖所涉及到的一个全球温室气体平衡问题,即有多少二氧化碳通过人、动物和植物释放到大气中,又有多少大气中的二氧化碳通过光合作用被植物吸收。这项研究对气候变化后果的预测比迄今的气候变化数学模型要准确和可靠得多。他们的测量数据显示,大气中每年约有1230亿吨的二氧化碳通过光合作用被吸收掉,而在另一方面,煤炭、石油和天然气等化石能源燃烧所释放到大气中的二氧 化碳每年约有70亿吨。也就是说,人类的“高碳”相比较于光合作用的吸收量,仅仅只是个零头。更进一步说,这个数据在某种程度上证实了在哥本哈根会议上一些人士所鼓吹的“减排”、“低碳”更像是个骗局。
据2001年美国《科学》杂志报道,地球气候的变化与太阳活动是有联系的。太阳辐射只要稍微变化,就能引起地球气候的明显变化。另外,印度地球科学家夏尔马认为,全球变暖是太阳磁活动的一个周期变化。他认为,全球变暖的主要原因是太阳活动,而非人类活动。如果我们以100万年历史的气候变化为对照,将会发现现在的气候变暖并不剧烈,它只是1500年气候自然周期中的一部分。
IPCC的评估报告里说,“过去100年(1906~2005年),全球地表平均温度升高0.74℃”,然而,即使这个数据是正确的,它横跨的区域是整个地球面积,而纵向囊括的时间是100年,并不意味着全球地表平均气温一年比一年高,也不意味着地球所有地区均同步发生同样幅度的变暖现象,所以,全球高温,并且准确地说应该是“北半球高温”,和“全球变暖”之间最多是个远亲关系。
“地球变暖”从何而来
全球变暖的理论于1824年被首次提出,当时法国数学家让•B•J•傅里叶发现,地球的气温正在缓慢上升。19世纪后期,瑞典科学家斯万特•阿伦尼乌斯把傅立叶的理论贴上了“温
室效应”的标签,用以说明二氧化碳是如何在地球大气层圈闭热量的。1976年科学家斯蒂芬•施奈德首次预测全球变暖。
明天会更热?
北京大学大气科学系钱维宏教授根据长期趋势和短期振荡模型分析认为,过去150年中全球增暖的幅度是每百年0.44℃,到本世纪末,全球平均温度最多上升0.6℃,而不是IPCC所说的2℃或更高。2030年,将会出现全球温度的小谷底,而温度自然变化的峰值会在21世纪60年代出现,那时也不会超过0.6℃。