问题

是否存在“全球增暖停滞”现象?

回答
关于“全球增暖停滞”的讨论,就像是在气候科学领域的一场“寻宝记”,大家都在寻找证据,试图理解为什么地球的升温速度在某些时期似乎比预期要慢一些。这并非意味着全球变暖不存在,而是指在一定时间段内,地表平均温度上升的幅度似乎没有那么显著。

我们先来捋一捋“全球增暖”是怎么一回事。简单来说,这主要是指自工业革命以来,人类活动,特别是燃烧化石燃料释放温室气体,导致地球大气层中的温室气体浓度升高,从而捕获更多太阳辐射,使得地球整体温度上升的现象。大量的科学证据,包括冰芯记录、海洋温度测量、卫星数据等,都无可辩驳地证明了这一点。全球平均气温的长期上升趋势是明确的,而且这种变暖正在引发海平面上升、极端天气事件增多等一系列影响。

那么,“全球增暖停滞”这个说法从何而来呢?其实,它更像是在观察者对近几十年的气候数据进行分析时,注意到这样一个现象:在20世纪末到21世纪初的某个时期(大致从1998年到2012年左右),全球平均地表温度的上升速度似乎比前几十年要放缓了。这就像你看着一辆车在加速,突然它的加速感没那么强了,你会想知道是不是发动机出了点问题,或者路况变了。

出现这种“减速”现象的原因,科学界进行了非常深入的研究和讨论,而且,这并不是说全球变暖就停止了,而是说在这个特定的时间段内,驱动地球系统能量平衡的因素之间出现了一些复杂的相互作用,导致了地表温度的上升幅度暂时性地被“掩盖”或“抵消”了。

最常被提及的几个可能原因包括:

海洋的“吞吐”作用: 地球的能量,特别是太阳辐射捕获的能量,并非只留在地表。海洋作为地球上最大的热量储存库,它吸收了绝大部分(超过90%)由于温室气体增加而多余的热量。在某些时期,海洋的深层可能吸收了更多的热量,导致海水温度升高,而这些热量暂时没有明显传递到地表。这就好像一个巨大的蓄水池,水一直在涨,但如果大部分水被蓄在深层,你可能只看到水面上升得没那么快。科学家们通过更精确的海洋观测数据,已经能够看到深海热含量在持续增加,这佐证了海洋在吸收多余热量中的关键作用。

太阳活动的周期性变化: 太阳辐射是我们地球能量的主要来源,太阳活动的强度会以大约11年的周期发生变化。虽然科学界普遍认为太阳活动对长期气候变暖的影响远小于温室气体,但在某些特定时期,太阳活动进入一个相对低迷的阶段,可能会对地表温度产生一些轻微的冷却作用,从而在短期内抵消一部分温室气体驱动的升温。但这种影响通常是暂时的,并且不足以改变长期的变暖趋势。

自然气候的内部波动: 地球气候系统是一个非常复杂和动态的系统,内部存在着各种各样的自然波动,例如厄尔尼诺南方涛动(ENSO)等。这些自然现象可以通过影响大气环流和海洋环流,将热量在全球范围内重新分配。有时候,厄尔尼诺事件会带来一段偏暖的时期,而拉尼娜事件则可能导致全球平均温度暂时偏低。在某个特定时期,一系列的自然波动组合起来,也可能对地表平均温度的上升趋势产生暂时的影响。

火山活动: 大型火山爆发会向大气中释放大量的气溶胶(微小颗粒物),特别是二氧化硫。这些气溶胶在大气层高处会形成硫酸盐云滴,能够反射太阳光,从而在大气层中产生暂时的冷却效应。在20世纪末到21世纪初的这段时间里,确实发生了一些中等规模的火山活动,其释放的气溶胶也可能对地表温度产生了一定的冷却影响。

气溶胶的排放变化: 除了火山活动,人类活动也会产生气溶胶。例如,一些区域空气污染的治理和能源结构的调整,可能导致某些类型的气溶胶(如硫酸盐气溶胶)排放量发生变化。与温室气体不同,某些气溶胶(如硫酸盐)具有冷却作用,它们可以反射太阳光并改变云的特性。因此,如果这些气溶胶的排放减少,理论上也会导致升温幅度增加,但这是否是某个特定时期升温减缓的原因,还需要具体分析。

需要强调的是,虽然在地表平均温度的上升幅度上可能出现“停滞”或“减速”的时期,但这绝不意味着地球正在“降温”,也不是说全球变暖的根本原因(温室气体浓度升高)得到了解决。这更像是一个“短暂的呼吸”或者“内在的调整”。科学研究的结论是,全球变暖的长期趋势是清晰且不可逆转的,只要温室气体排放继续,地球系统的能量不平衡状态就会持续,并将继续累积热量,最终在地表和海洋中显现出来。

事实上,随着近年来海洋监测和数据分析的进步,以及对其他因素作用的更深入理解,科学家们也指出,我们观察到的“增暖停滞期”在很大程度上可以被海洋吸收热量和自然波动等因素解释,而且在最近几年,随着这些自然因素的变化以及海洋热量重新释放到大气中,全球平均地表温度又重新进入了快速上升的轨道,甚至刷新了历史最高记录。

所以,与其说存在一个“全球增暖停滞”的现象,不如说是在全球变暖的大背景下,地球气候系统内部存在着复杂的能量交换和反馈机制,导致在某些时间段内,地表温度的上升速率会受到多种因素的综合影响,出现波动。科学的严谨之处在于,我们不仅要看到长期的趋势,也要深入理解和解释那些看似偏离趋势的短期波动。

网友意见

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全球变暖停滞?

首先正一下三观:“全球变暖不存在?”

脱离科学讨论全球变暖问题就是耍流氓!特别是脱离科学、从纯阴谋论出发讨论全球变暖问题更是大流氓!!当然也有言论,一本正经的胡说八道,比如极寒天气揭穿西方全球气候变暖谎言--郎咸平--凤凰网博客,试图从(Wei)科学的角度反驳全球变暖。如果要讨论全球变暖是否存在的问题,麻烦提供数据和图表来~这也是我写这个自问自答的原因,试图从科学、简单的角度解答全球变化的一些疑问。

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一,我们先从最简单的案例说起:

1. 假设我们有如下一条温度变化的曲线(明明是直的!),再苛刻的观察者,都不会否认在这50年内,地球发生了全球变暖现象。


可是现实是残酷的,人生是艰难的,地球气候系统是复杂的:

它可能在长期趋势(关于全球气候变化,我们关注工业革命以来的时间尺度,大约是数十年到百年尺度)之外,还叠加了很多短期的、更长期的信号:

它可能是这样的:

也可能是这样的(渣画功...蓝线表示更短尺度,比如图中就近似是季节信号):

甚至是这样的(只是长期变化中的一个片段):

这里就有一个重要的认识:气候系统是一个多尺度的科学,从不同的时间尺度来看,会存在不同的过程。这些过程分别由不同的动力驱动,或者由于系统内部存在不同的特性,导致了变化的不同。

目前我们关注的是十年到百年时间尺度的变化,而不是今天早上和今天下午(日变化)、不是今天和明天(日间变化,不知道应该用什麽术语表示..)、不是今年春天和去年夏天(季节变化)、甚至不是今年和前年(年际)的变化。

因此,任何“不是说全球变暖吗,怎么今年这么冷?”“全球变暖不是停滞了吗,今年怎么热出翔?”等诸如此类的说法,都是不科学的。这个应该很好理解,就比方你的外国朋友问你:“中国经济不是一直在腾飞吗,怎么你还那么穷”,“怎么周围妹子辣么多,你还是单身(Gou)?” 一样,不是一个尺度的事情好吗?

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2. 回到真实世界。楼主本人是支持全球变暖正在发生的,如果有疑问,另开题讨论,以下讨论都在认可全球气候变化(以及全球变暖)的前提下展开。但是目前的全球气候变化,有一些特别的事情正在发生。待我慢慢说来:

我们有目前这条全球温度变化的曲线(IPCC评估报告五,2013),当我们讨论全球变暖的时候,我们在讨论什么?

我们讨论的事实是:

(1) 1983年到2012年这三十年,很可能是过去1400年间最热的30年;

(2) 从1951年到2012年,全球气温变化的线性趋势为每年0.12度;

什么是线性趋势?就是用一条直线尽可能好地拟合一条曲线,这条直线能够反映出曲线的线性变化,提供定量的变化速度(直线的斜率,温度的话,就是每年变化多少度)。比如刚才那幅草图,它的线性趋势大概是这样的:

回到IPCC的图,细心的知友可能会发现,近15年来,温度的变化速度不是那么快:

当我们关注不同的时间段的时候,线性趋势会给出不同的变化速度,讲出不同的故事。

目前得到广泛关注的一个问题,就是1998年至今,温度的增长趋势为0.05℃每十年,远远小于1951-2012年这个时间的趋势(0.12℃每十年)。

更细心的知友还会发现,不仅使1998至今这个时间段,1950-1980,温度增长的趋势也很慢,甚至有降低。这是个好问题。如果只是单单因为温度的趋势,是不足以引起广泛的关注的。1998至今还有几个特征:

1. 大气中的温室气体浓度持续增加(比如climate.nasa.gov/system);

2. 从2000年左右开始,ARGO浮标(zh.wikipedia.org/wiki/A) 能够大范围观测到深海的温度结构,发现海洋出现了很强的变暖趋势 (代表性的图:static.howstuffworks.com );

3. 在这之前,没有气候模式能够预测出这独特的变化;

这就好比:2015年7月19号(周天)你在家享受阳光(假设你家是带大落地窗的海景房),这天太阳很大,一会你发现不对了:我明明没开空调,怎么家里不但没变热,反而还有点变冷了?就在你犹豫这要不要拉上窗帘的时候,猛然发现鱼缸的温度上升到华氏95度,鱼缸里的孔雀鱼都快翘辫子了。会不会细思恐极?

目前的状况就是,大气吸收的热量肯定是一直增加的,可是平均地表温度没有上升,那么热量肯定是以某种形式储存在地球系统中的某一个部分。科学家们(例如这个[1],这个[2],还有这个[3])认为海洋扮演了重要的角色,可是至于为什么屋里的热量都跑到鱼缸里去了,大家都没有一个明确的回答。这才导致了目前气候研究的热点:全球增暖减缓问题(Global Warming Hiatus)。

这个问题国内刚开始关注,所以也有翻译成“全球变暖停滞”等术语。当然科学界目前对于一些细节的认识还没有共识,比如是什麽机理造成了这个现象?会持续多久?有什么潜在的影响?但个人比较认可“减缓”这种说法,并认为它可能只是内部和外部因素共同造成的一种暂时(而非长期)的现象。

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3. 扯了挺远,回到问题本身来。简单总结一下:气候系统是多时间尺度的;个人,以及目前的一些科学家认为全球增暖存在减缓,并试图理解其原因和机理;相比“全球增暖停滞”的说法,“减缓”更为客观;2014年可能是一个转折的年份(全球增暖减缓期的结束),也可能只是由于厄尔尼诺现象造成的极端年份;但是单这一个年份的温度,并不足以说明气候变化的趋势。

开这个问题,主要是想进一步让知友们了解气候变化研究的前沿,顺便正正视听,欢迎各位气候领域相关的知友共同探讨提高。 在另一个相关问题中(为什么前些年热议的全球变暖问题现在几乎没有人提及了? - 气候)个人赞同 @杨澍 (当然不同意关于减缓/停滞的观点) @赵之骏 同学的回答,欢迎探讨。

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参考文献:

[1] Kosaka, Y. and S.-P. Xie, 2013, Recent global-warming hiatus tied to equatorial Pacific surface cooling, Nature 501, 403–407.

[2] BALA G 2013. Why the hiatus in global warming in the last decade? CURRENT SCIENCE [J], 105: 1031-1032.

[3] Meehl, Gerald A. , Julie M. Arblaster, John T. Fasullo, Aixue Hu, Kevin E. Trenberth. Model-based evidence of deep-ocean heat uptake during surface-temperature hiatus periods. Nature Climate Change, 2011; DOI: 10.1038/nclimate1229.

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