问题

请问为什么在IPCC第六次报告中,目前的温度要远远高于全新世大暖期?

回答
咱们聊聊IPCC第六次评估报告里提到的温度问题,特别是跟“全新世大暖期”比起来,为啥现在这温度这么高。这事儿说起来得从几个方面看,也得理解清楚几个关键概念。

首先,得弄明白报告里说的“现在的温度”指的是什么。通常,IPCC报告里说的“现在”指的是人类活动对地球气候造成影响的这个时期,尤其是自工业革命以来,我们排放了大量的温室气体。报告会给出一些关键的参考点,比如前工业化时期(通常是18501900年)的平均温度,然后跟现在的平均温度(比如20112020年,甚至更近的时期)进行对比。你会发现,咱们现在这几十年的平均温度,比前工业化时期高了不少,而且这个增幅还在持续。

然后,我们再来看看“全新世大暖期”(Holocene Climatic Optimum)。这个词听起来挺绕的,但其实它指的是在全新世(也就是大约一万多年前开始,到现在这段地质时期)中间发生的一段相对温暖的时期。具体来说,大致是在大约11,500年前到5,000年前这个时间段里,全球平均气温普遍比之后的一些时期要高一些。

那么,为什么报告会说我们现在这个时期,比全新世大暖期还要热呢?这背后其实有很多原因,需要我们一点一点地剖析:

1. 时间尺度的差异和证据来源

全新世大暖期: 我们研究全新世大暖期的温度,主要依靠的是“代用资料”,也就是那些不能直接测量温度,但可以反映过去气候状况的间接证据。比如,从冰芯里分析氧同位素(可以推断出温度变化),从湖泊沉积物或海洋沉积物中分析花粉、贝类等(可以反映当时的植被和海洋状况,间接推测温度),或者研究古树年轮等等。这些资料能给我们一个大概的温度变化趋势,但精确到比如某一年、某一个地区具体是多少度,就没那么容易了。而且,这些代用资料本身也有一定的分辨率和不确定性。
现在的温度: 我们现在对温度的了解,主要来自于直接观测数据。从19世纪末开始,全球各地建立气象站,用温度计直接测量地表和海洋表面的温度,并且随着技术发展,有了卫星遥感等更全面的观测手段。这些数据是连续的、连续积累的,精度很高,可以非常精确地告诉我们每一天、每一个月、每一年全球的平均温度变化。

所以,当报告说我们现在比全新世大暖期热,并不是说我们今天某个特定一天某个地方的温度比当时某个特定一天某个地方的温度高多少,而是说我们这个时期内的全球平均温度,已经超过了全新世大暖期那个时期的全球平均温度,而且这种高温是持续存在的,并且还在快速上升。

2. 全新世大暖期的驱动机制与现在的不同

在全新世早期到中期,地球气温的升高,其主要驱动力与现在完全不同。那时候,人类活动对气候的影响微乎其微,主要因素是:

地球轨道参数的变化(米兰科维奇循环): 地球绕太阳运行的轨道形状、地轴的倾斜度以及地轴的指向,都会周期性地变化。这些变化会影响到达地球各个地区的太阳辐射量。在全新世大暖期,正是这些自然因素导致了北半球夏季接收到的太阳辐射量增加,从而使得北半球的陆地变暖,引发了全球平均温度的上升。这个过程是缓慢的、自然的、逐渐演变的。
温室气体浓度的自然波动: 虽然在全新世大暖期,温室气体(如二氧化碳、甲烷)的浓度也存在一些自然的波动,但其变化幅度和速度,远不及工业革命以来人类排放的速度。

3. 人类活动导致的气候变化是主要的驱动力

而我们现在经历的这种高温,主要驱动力是人类活动释放的大量温室气体。从工业革命开始,我们燃烧煤炭、石油、天然气,砍伐森林,改变土地利用方式,向大气中排放了巨量的二氧化碳、甲烷、氧化亚氮等温室气体。这些气体就像给地球盖上了一层厚厚的“被子”,阻止热量散失到太空,导致地球整体温度升高。

这个升温的特点是:

速度快: 相较于米兰科维奇循环带来的千年尺度的缓慢变化,我们现在经历的升温是几十年、上百年尺度上就发生了显著的变化,速度非常快。
幅度大: 尽管全新世大暖期是一个相对温暖的时期,但根据现有的科学研究和IPCC的评估,我们现在观测到的全球平均地表温度,已经超过了全新世大暖期最高峰时的温度水平。 报告中会提供一些古气候重建的图表,清晰地显示出这个趋势。例如,它们会展示出,在过去几千年里,温度是有起伏的,但近期(过去几十年)的升温幅度是前所未有的。
人为驱动: 最关键的是,这种升温的根本原因是人类活动,而不是自然的地球轨道变化或火山活动等。科学界对此已经有了非常确凿的证据。

举个例子来理解

你可以想象一下,全新世大暖期就像一个自然界自己调高了空调温度,而且调高得比较慢,让大家慢慢适应。而现在,是我们人类自己不断地按“制热”按钮,而且开得非常大,导致温度在很短的时间内就飙升到一个前所未有的高度,让整个系统都来不及适应。

所以,IPCC第六次报告之所以强调“现在的温度要远远高于全新世大暖期”,并不是说现在的温度就比那个时期“每天”都高,而是说我们这个时期(特别是近几十年)的全球平均温度,其峰值已经超越了全新世大暖期时的全球平均温度峰值,并且这种升高是人类活动驱动的、速度惊人的。 报告的价值就在于通过大量、严谨的科学数据和模型分析,将这种变化量化,并清晰地揭示了其背后的人为原因。

这事儿说白了,就是我们现在在经历的是一个由人类活动引起的、速度和幅度都前所未有的全球变暖,而且这个变暖已经把地球带到了一个比全新世大暖期还要温暖的境地。

网友意见

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我没记错的话这个问题不是才提出来的,应该很有一段时间了。

当时题主和我在牛哥的想法下面聊了挺长的,只是没想到现在这个问题又冒出来了。

我看这个问题被云大看到了,所以我寻思很快就有很多更专业的回答,我就不瞎分析温度变化或者应对办法这些,我只谈一谈我熟悉的问题。因为我看到题主陷入了一个思维困境到现在还没有脱离出来,这一点我觉得满遗憾的,不过上次我手上没什么资料,这次我就简单谈一下现在的生物物种有没有出现与温度相关的迁移情况。

在Jonathan Lenoir在2020年发表在nature ecology & evolution 的文章中,报道了极其明显的物种迁移情况。在他们的数据分析中,海洋物种更善于跟踪温度的变化,其向极地移动的速度是陆地物种的六倍。这说明海洋物种的适宜温度所处的纬度正在向两极移动,暗示了原有栖息地温度的异常。这项研究的数据集非常大,包含了30534次迁徙记录,涉及12,415个种,可谓是面面俱到了。

这是物种向两极的迁徙情况。其中,不同的颜色代表不同的生物类型:红色代表恒温动物;蓝色代表变温动物;棕绿色代表显花植物;绿色代表隐花植物。这种分类明显是为了确定温度对生物不同影响。可以很明显地看出,在这张图上,许多物种的提琴图的中心明显出现了偏移,且绝大多数是朝两极方向转移(朝图右侧偏移)。其中,海洋物种的偏移更为明显(右侧列在M下的黑点)。速度最快的迁徙物种北半球的昆虫,它们正以每年约18.54千米的速度向极地移动。

除了朝两极的移动之外,另一个重要的指标就是海拔。如果在物种朝高海拔地区移动的话,也可以说明温度的变化对物种的影响。在他们的研究中,不同物种也出现了非常明显的迁移。迁移速度最快的是南半球的两栖动物,它们以每年12.39m的速度往高海拔地区移动。

综合两张图,我们可以明显地看到,受温度影响较大的变温动物的迁移是最为突出的,他们基本上都出现了往两极方向的移动。但是在这个过程中,海洋生物的迁移明显比陆地生物的迁移更为明显——这一现象的原因与人类活动有明显关系,在引入标准化人类足迹指数(standardized human footprint index ,HFI)后,我们可以看到人类活动对陆地物种的影响更为明显。

(BT,基线温度;VIS:等温线移动速度)

由于人类活动导致的生境破碎,因此陆地物种的迁移更为困难,并且由于陆地结构的多样性,空气与水不同的导热水平,温度对陆地生物的影响应该更为微弱。海洋生物在温度变化以及人类活动(商业捕捞、海洋酸化)的胁迫下更容易遭遇严重的生存压力,从而产生更为明显的迁移。

因此,如果仅仅看着那些迁移能力弱的类群来分析物种、生态环境受温度影响的话,这是非常不合理的。已经有非常多的生物开始逃离原有的栖息地——而这里,温度是极其关键的因素,他们追逐着等温线,朝着纬度更高,海拔更高的地方迁徙。

所以,现在的黄河流域没有大象对于我们来说是一件值得庆幸的事情。因为如果大象敢冒着生理性的恐惧穿越城市、公路,冒着巨大风险越过各种自然阻碍回到黄河流域的话,那么只能说明一件事情——


可惜,不知道我们还来不来得及。

文献:

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