气候变化的原因
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全球气候变化的原因默认分类 2008-02-15 13:09:40 阅读1020 评论1 字号:大中小 订阅
近来大范围雨雪频频出现导致了天气与气候的异常的主要原因是拉尼娜事件强度偏强的大背景下造成的。
什么叫拉尼娜事件呢?
拉尼娜是西班牙语"La Nina——“小女孩,圣女”的意思,是厄尔尼诺现象的反相,指赤道附近东太平洋水温反常下降的一种现象,表现为东太平洋明显变冷,同时也伴随着全球性气候混乱,总是出现在厄尔尼诺现象之后的现象。
气象和海洋学家用来专门指发生在赤道太平洋东部和中部海水大范围持续异常变冷的现象(海水表层温度低出气候平均值0.5℃以上,且持续时间超过6个月以上)。拉尼娜也称反厄尔尼诺现象。
一般拉尼娜现象会随着厄尔尼诺现象而来,出现厄尔尼诺现象的第二年,都会出现拉尼娜现象,有时拉尼娜现象会持续两、三年。1988年-1989年,1998年-2001年都发生了强烈的拉尼娜现象,令太平洋东部至中部的海水温度比正常低了1至2℃,1995年-1996年发生的拉尼娜现象则较弱。有的科学家认为,由於全球变暖的趋势,拉尼娜现象有减弱的趋势。
最近一次拉尼娜现象出现在1998年,持续到2000年春季趋于结束。厄尔尼诺与拉尼娜现象通常交替出现,对气候的影响大致相反,通过海洋与大气之间的能量交换,改变大气环流而影响气候的变化。从近50年的监测资料看,厄尔尼诺出现频率多于拉尼娜,强度也大于拉尼娜。
拉尼娜常发生于厄尔尼诺之后,但也不是每次都这样。厄尔尼诺与拉尼娜相互转变需要大约四年的时间。
中国在1998年遭受的特大洪涝灾害,是由“厄尔尼诺—拉尼娜现象”和长江流域生态恶化两大成因共同引起的。
去年在热带太平洋上出现的厄尔尼诺现象(海洋变暖)已在一个月内转变为一次拉尼娜现象(海水变冷)。这种从未有过的情况是长江流域降雨暴增的原因之一。
这次厄尔尼诺使中国的气候也十分异常,1998年6月至7月,江南、华南降雨频繁,长江流域、两湖盆地均出现严重洪涝,一些江河的水位长时间超过警戒水位,两广及云南部分地区雨量也偏多五成以上,华北和东北局部地区也出现涝情。拉尼娜也会造成气候异常。现在的形势是:厄尔尼诺的影响并未完全消失,而拉尼娜的影响又开始了,这使中国的气候状态变得异常复杂。一般来说,由厄尔尼诺造成的大范围暖湿空气移动到北半球较高纬度后,遭遇北方冷空气,冷暖交换,形成降雨量增多。但到六月后,夏季到来,雨带北移,长江流域汛期应该结束。但这时拉尼娜出现了,南方空气变冷下沉,已经北移的暖湿流就退回
填补真空。事实上,副热带高压在7月10日已到北纬30度,又突然南退到北纬18度,这种现象历史上从未见过。
拉尼娜”它是一种厄尔尼诺年之后的矫枉过正现象。这种水文特征将使太平洋东部水温下降,出现干旱,与此相反的是西部水温上升,降水量比正常年份明显偏多。
影响全球气侯变化的原因是什么?
气候变暖的趋势说
对这种变暖的成因尚存在多种观点,对未来气温变化的预测也有不同见解。鉴于气候变化在科学上仍有很大的不确定性,而且目前的科学水平还不可能确切预测未来的气候变化,所以我们有必要从多方面了解各种不同观点,才能以科学的态度对全球气候变暖的影响做出正确的判断。
一、“温室效应”使气候变暖
联合国政府间气候变化委员会(IPCC)公布的第四次气候评估报告,进一步确认“极有可能是人类行为导致了全球气候变暖”。报告还预测,在2100年以前,全球气温将上升1.1-6.4℃,本世纪末海平面将上升17.8-61.0厘米。这就是当前的主流学说 (“温室效应”说),该学说认为二氧化碳排放增多带来的温室效应是全球迅速变暖的主要原因。随着人类活动范围的扩大,二氧化碳、沼气、锌化氮等温室效应气体浓度的逐渐增加,由此引起了地球表面温度的上升。为了减少因全球变暖而引起的受害,必须减缓全球平均温度的上升。因此,应该控制二氧化碳的排出量。
二、太阳辐射增强使气候变暖
成立于1989年、由46个工商业公司组成的美国全球气候联合会认为,全球变暖是客观存在的。该组织几乎包括了美国工业界的所有重要成员,以及对布什政府很有影响力的一个智库——乔治?马歇尔研究所。该研究所1989年曾发表报告称,“太阳密度的周期变化可以抵消与温室气体有关的气候变化”,也就是说,全球变暖该怪太阳。美国俄克拉何马州参议员英赫夫前不久也将全球变暖形容为“被误解得最厉害的题目”,并称太阳应为地球变暖负大部分责任。俄罗斯《观点报》6日援引英国学术杂志的文章说,新研究显示,地球变得越来越暖的原因是,太阳辐射处于近1000年来最强烈的时期,而且太阳辐射增强对臭氧层和云层的影响所带来的气候变化,可能比太阳光的影响更大。
三、宇宙射线的影响
最近有科学家提出了一种新的观点,认为来自宇宙的射线也是全球变暖的原因之一,它通过改变低层大气中形成云层的方式使地球变暖。宇宙射线是一种具有很大能量的带电粒子流,它源自恒星,不断轰击地球。它能在大气中产生带电离子,这些离子像一个个磁体,吸引水蒸气凝聚,最终形成云,从而可增加云层的生
长。云层将太阳光反射到太空,科学家认为这个过程起到很重要的冷却作用。然而,如果在太阳活跃期,太阳磁场将偏离更多本应轰击地球的宇宙射线的方向,因此将有更少的云层形成。也就是说,当宇宙射线较少时,意味着产生的云层就少,这样,太阳就可以直接加热地球表面。
四、动物废气
联合国粮农组织发表的题为《牲畜的巨大阴影:环境问题与选择》的报告显示,全球10.5亿头牛排放的废气才是导致全球变暖的最大元凶,其排放出的二氧化碳占了全球温室气体总量的18%。
因为牛群的屁等排泄物会产出100多种污染气体,其中排放出的二氧化碳占全球温室气体总量的18%,氨的排放量更占全球总量的2/3,而氨正是导致酸雨的原因。此外,牛群在消化或反刍过程中产生大量的甲烷,甲烷的排放量占全球总量1/3,这种气体暖化地球的速度比二氧化碳快20倍。
五、潮汐调温
提出温室效应的美国科学家季林(Keeling),在2000年又提出潮汐气候效应。他认为,地球、月亮和太阳相对位置的变化会引起潮汐强度的逐渐变化,其周期为1800年。潮汐大时,有更多来自海洋深处的冷水被带到海面。这些冷水可以冷却海洋上的空气;潮汐小时,海洋深处的冷水很难被带到海面,世界就变得暖和。据计算,大约在1425年即小冰期的末期,潮汐达到了最大值,从那以后逐渐减弱,直到3100年潮汐又达到最大值。这个周期是过去1万年气候变迁的主要动力。这个效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到24世纪。(注:潮汐有13.6天、27.21天、27.55天、29.53天、2.2年、11年、22年、55年、60.6年、220年、1800年和5000年的强弱变化周期。)
六、海震调温的影响
2004年12月26日印尼地震海啸发生后,异常寒流突袭全球。中国地球物理学会理事郭增建提出一种“深海巨震降温说”。他认为,海洋及其周边地区的巨震产生海啸,可使海洋深处冷水迁到海面,使水面降温,冷水吸收较多的二氧化碳,从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关,同时也与这一时期没有发生巨大的海震有关。(注:巨震是指赤道两侧各40度范围内的8.5级和大于8.5级的海震。)
七、海洋调温
海洋是地球最大的能量储存库。全球变暖导致的海平面上升,破坏了地壳的重力均衡,引起加载的海洋地壳均衡下沉(如同轮船加载,吃水线加深一样),由此而引发的深海强震和海啸又将迫使深海冷水上翻到海洋表面,从而将会引发全球变冷。这就是海洋的调温作用。在温暖的中生代,海洋底层温度为15℃,第四纪冰期到来时为摄氏0℃,而目前
海洋底层温度为2℃。目前海洋蓄能库的热能状况与中生代温暖期相去甚远,离超寒冰河期仅一步之遥。强潮汐、海洋巨震和强飓风周期性地将深海冷水翻到海洋表面,吸收二氧化碳等温室气体,使地球气候变冷。只有当海底温度达到15℃以上时,海洋调温作用才能减弱到中生代的水平。
八、天文冰期理论
南斯拉夫科学家米兰科维奇用地球轨道偏心率周期(10万年)、黄赤交角周期(4万年)和近日点进动周期(2万年)计算地球不同纬度接受太阳能的变化,得出的地球轨道控制地球冰期和间冰期转换的结论,该结论被证实是20世纪最大科技成就之一。该理论认为,地球气候变化取决于地球轨道的变化。
九、关于未来气候变化的预测问题
目前的科学水平只能准确预测一周以内的天气变化,对未来气候的预测充满变数。气候变化的预测历史证明了这种预测的不准确性:20世纪70年代,一批欧美的著名学者曾聚集美国讨论“当前的间冰期何时结束和如何结束”的问题。学者们举出实例证明,目前的地球气温已经在开始下降,从暖到冷的变化很快,如果人类不加以干涉,当前的暖期将会较快结束,可以预期不出几千年,也许只有几百年,全球冰期以及相应的环境变迁就会来临。
现在作出的“全球变暖”预测是建立在经验基础上的,即根据以往一百多年来的气温变化趋势作为主要依据。但与以往几百年一次的变化周期相比,这样的经验是远远不够的。实际上到目前为止,科学家对地球本身变化的规律了解得很少,何况地球变化还受到太阳系和宇宙活动的影响,而这些方面更充满未知数。那些认为地球将变冷的科学家也不否认人类活动影响地球变暖,但他们认为,促使地球变冷的能量更强大,所以可能性更大。当然,目前大多数科学家认为,支持地球变冷的依据不充足,而变暖的证据更多、更现实,因此支持全球变暖的呼声更高。但这也只是一种 “可能”,谁也不敢说 “必然”如此,这就是应有的科学态度。
全球气候变暖的另类见解
全球变暖的概念是美国气象学家詹姆士·韩森于1988年6月在参众两院的听证会上最早提出的,当时他预测未来10年内全球气温会上升0.35℃,但是实际上只上升0.11℃。气候变暖的确是被越来越多的观测、研究所证实,但并非全球所有地区都在变暖。确切地说,北半球变暖明显,南半球变化较小。即使是北半球,在某些地区创下高温纪录的时候,也有不少地区正在经历创纪录的暴风雪侵袭。在澳大利亚甚至出现罕见的12月(盛夏)下雪现象。
以目前的科学水平要准确作出未来气候变化的预测,几乎是不
可能的。我们知道,最强的全球性气候事件即“厄尔尼诺”现象,己知约每隔四年发生一次,但是目前的气候模式仍无法准确地预测它们发生的时间、长度和强度。连这种强信息事件都不能预测,那么对全球气候变暖的预测就更难说了。
地球形成至今已经有46亿年,经历了35次冰期,冷热起伏不定,最近一次冰河期出现在1.8万年前。自从冰河时期结束以来,整个大气温度仍是冷暖交替出现的,变化可达4~5°C。上世纪70年代,科学界曾盛传地球即将进入小冰河期,因此,大家都关注北极的冰原是否会增加,但是,现在却反过来担心北极的冰山是否会因为气候变热而融化缩小,并使海水面上升,甚至忧心格陵兰岛将变绿(气候变暖,树木增多)还是更白(气候变冷,积雪增厚)。
导致全球气候变化的原因很多,主要有如下几点:(1)太阳辐射的影响,太阳入射角变化造成辐射作用力的自然变化;(2)地球轨道参数变化的影响;(3) 气候内部系统的正反馈变化;(4)火山活动的影响,火山爆发产生的悬浮微粒造成辐射作用力的变化而导致气候变化;(5)人类活动的影响,主要是人为排放温室气体(主要有CO2、CH4、N2O以及CFCs等)的浓度增加,使得气候因为辐射作用力的变化而产生变化。目前大家最为关心的是人类活动的影响。
温室气体的作用究竟有多大?温室气体对气候变暖的影响是不言而喻的,但是否主要因素尚待更深入研究。地球自1890~1940年间温度持续上升,二氧化碳的浓度亦持续增加,但那个时期全球工业化并不突出,而气温却依然上升。可是,在1940~1970年,二氧化碳的浓度虽然急速上升,而全球气温却不升反降。以美国为例,由1880~2000年之间的气温变化图可见,在这120年间的气温变化并不剧烈,变幅不足1℃,而在2000年的气温几乎与上世纪30年代相差不大,这似乎意味着全球变暖对美国的影响并不那么严重。
全球变暖与极冰、海平面变化的关系如何? 澳大利亚和法国的科学家用6年的时间钻取了南极洲时间跨度达9万年的积雪,并用9年的时间分析发现,研究结果与目前流行的北半球气候的改变导致南极洲气候变化的理论相悖。他们从南极洲冰层收集到的1.45万年前的各项数据变化,与同时期全球气候变化曲线的显示截然不同。最新的研究表明,“南极洲才是气候变化的真正驱动者,或者说两个半球气候变化之间没有根本联系。” 因而这个问题似应更多关注南极冰层和南太平洋海平面的变化。全球大部分(90%)冰层位于南极大陆,只有4%位于格陵兰岛,至于全世界其他冰河(包括乞力马扎罗山、阿尔卑斯山、喜马拉雅山、瑞典、挪威、
加拿大、西伯利亚等)总共才占地球总冰量的6%。因此,南极大陆应对气候变化的影响最大。但经科学家研究发现,南极大陆整体来说仍是越来越冷、冰层越来越厚。根据靠近南极大陆的塔亚雷纳气象站(位于阿根廷南部)的气候资料分析,1888~2004年间,南极大陆的温度逐年下降,冰层有越来越厚的趋势。
此外,据统计,全球大约有16万条冰河,仅美国加州一地就约有497条大小冰河,而全球登记有案的冰河只有6700条左右,目前只针对约79条冰河做过5年以上的观测研究。以位于非洲赤道的乞力马扎罗山的冰河为例,自1800年开始就一直在融化,此现象早于全球变暖,卫星照片也显示,该区并没有任何变暖的趋势,其冰河融化的主要原因是山下的热带雨林被砍伐殆尽,因而形成干气流侵袭,致使冰河融化。事实上,全球海平面自全新世以来几乎就没有改变,上升的速率始终维持在每年1.7~2.4毫米左右。据国际海平面变化委员会的研究,原预测南太平洋马尔代夫群岛附近的海平面会上升至危险的高度,但实际上该群岛附近的海平面高度几世纪以来皆未上升,在过去的20年却出现逐渐下降的趋势。
由于全球气候变化,必然导致极端天气气候事件增多、加强,因而造成严重损失。但气候变暖对经济影响的评估尚有不同看法。在上世纪90年代初期,有美国学者认为,全球变暖将严重打击农作物的收成,并冲击美国的农业经济,预测农作物的收成将骤减至少20%。但是,若考虑人类的适应能力,却发现经济收益不仅未减,而是增加了13%,全球的小麦与稻米的产量增加了18%。事实上,大气中二氧化碳浓度的增加,会刺激植物的生长。同时,由卫星照片显示,撒哈拉沙漠的面积自1980年开始正在逐渐缩小。
至于全球变暖对物种灭绝的说法也有待商榷。据估计,地球上的物种约在300万至1亿种之间,差异极大,同时,每年都有1500个新品种被发现,所以对这种“物种灭绝”说法也有存疑。
对全球影响最大的气候异常事件是 “厄尔尼诺”现象。据统计,在上个世纪总共发生了23次“厄尔尼诺”现象,以 1998年发生的那次规模最大,影响最严重,导致全球经济损失高达890亿美元。对于美国而言,当年造成了洪水、农作物歉收等等灾害,导致经济损失约15亿美元。可是,因为气候型态的改变,促使植物生长季节变长,加上冬天暖气燃油的用量减少等情况,对于美国整个经济上的影响反而是净收益150亿美元。
因此,一些经济学家认为,与其大量投资削减温室气体排放量,还不如设法适应一个变暖的地球,这样所付出的代价相对而言少得多。
全球气侯变化分
成三个阶段来研究:第一个阶段是距今22亿-1万年的地质历史时期,第二个阶段是一万年来的历史时期气侯变化,另外一个阶段是一二百年以来有气象资料记录的近代气侯变化。从地质角度看,主要是研究地质历史时期的气侯变化,也主要是在第四纪,地质历史时期有三次比较肯定的冰期,我们所主要关注的时间段是十几万年的气侯变化。这种气侯变化实际上是一个周期性的,不是一个突发的,它是有一个周期性的规律,我们研究这种气侯变化的周期性的规律和引起变化的机制。
如果是从数字来看的话,自1860年以来,温度变化也就是0.6度,海平面上升也不过是10到20公分,但我们看到的只是一些表象,实际上它引起了非常多的反馈,比如海平面上升引起了风暴潮,台风,海平面上升对于海岸带的侵蚀,对于潮滩湿地的损失,还有海水入侵对近海的城市造成了污染,另外影响到了我们城市的排水和泄洪渠道,对城市地下水资源有一定的影响。另外全球气侯的升温也有影响,比如整个冬季推迟,引起一些病虫害,另外气侯温暖潮湿,容易滋生细菌,会引起瘟疫,对人民的影响还是很大的,所以大家还是应该关注。
也有一些不同的观点,因为引起气侯变化的机制有很多种,我们可以从地外、地内和人为的机制来想问题。地外的机制,比如说太阳辐射量的变化,另外还有宇宙射线的影响和陨石撞击。地球轨道三要素:轨道偏心率,黄赤交角、岁差都会影响变化。地内的我们还考虑到大陆漂移、海陆变迁。因为地球自从形成以来,它的海陆分布一直是在变化的,这种海陆分布格局的变化就会影响到气侯的变化。还有火山活动,地表的火山活动。另外还有人为的因素,比如煤炭的燃烧产生了二氧化碳气体,另外还有一个,森林砍伐,影响到二氧化碳的汇,造成了全球二氧化碳的量增加。有不同的机制造成地球温度气侯变化发生,看哪一种机制起着主导作用。起码在最近的自1860年以来,我们看到的地球变化温度在上升,海平面也在上升。科学家预测还有可能会产生一种变暖的趋势,可能就是地球气侯变化的周期性,就是在距近一万年来的历史时期地球也是在变化的,并不是一个稳定的状态,在1725年前后三百年的时间里是一个降温期,在上个世纪四十年代到六十年代全球气温也是在下降的,所以气温下降也是有周期性的。有的科学家预测宇宙射线对地球的影响可能是使得地球温度降低的趋势。
因为它不是一种自然的趋势,而是人为的纵容使得气侯在短期内,比如在几百年的时间内上升两三度,那么通常在整个一万年的时间内上升幅度也不过
是两三度,如果是在这么短的时间内就使气温上升两到三度的话,这就是一种非自然的上升,自然界就会发生很多情况,比如植被不能够很快的适应这种变化,它就有可能会产生一些变化。除了植被以外还有土壤,土壤形成也要有几百年的时间,假如气侯突然发生变化,可能它不会很快的产生适应性,造成的结果就会使得地球的整个生态系统变得非常脆弱,可能很小的一点变化就会使得生态系统发生崩溃。另外这种局面对我们人来说也是非常不利的,将来可能会造成粮食减产等。另外还会有龙卷风、海啸、台风等极端的气侯变化。
宇宙射线(太阳粒子流),它可能会对地球的大气层产生影响,整个就会影响到地球表面的气侯。今年北京暖的时间很晚,但是根据气象专家的研究,每天的温度在10度以下的时间持续五天,我们才能说冬天来临了。北京往年冬天来临的时间在10月24、5号,今年可能要晚半个月左右。气象专家就认为是不是降水量比较少,太阳照射量比较强烈,冷空气比较弱有关系,但是冬天推迟还是和全球变暖有关的。
所谓暖冬的标志,我们看到,可能冬天的气侯比往年变暖,冬天的时间可能要缩短的现象,全球变暖的一个比较明显的特点就是北半球的高纬地区气侯变暖,冬春的气侯变暖。实际上这个幅度是非常小的,这么多年的时间里也不过零点几的变化,所以可能我们的改变还不是很明显。还有一个问题是,二氧化碳气体造成了全球气侯变暖,但并不是均匀的,有的地方可能大一点,有的地方可能小一点。欧洲这几年一直报道寒流侵袭,可能和墨西哥暖流和北大西洋漂流向北流动减缓有关系。我们知道整个地球的气侯变化还有一个起非常重要作用的北大西洋热传送带,因为这个北大西洋热传送带的形成主要是和北极的冰有关系,北极的冰量增加的时候,就会把表层的水吸收出来,这样就在北大西洋北部,海水的盐度比较高,海水的温度也比较低,这个时候海水密度大,比较沉重,就会下沉,在下沉的过程中自北大西洋往南边移动,在移动的过程中,一方面盐度变低,另一方面水温升高,使得海水从底部逐渐增暖上升,到太平洋区上升到表面,然后又通过太平洋印度尼西亚这个通道,接着从表层往高纬地区输送,这样就形成了一个非常良性的热量传送带,是的全球气侯保持稳定的状态。但是北大西洋热传送带有一个很重要的特点就是必须由海水下沉自高纬向低纬方向输送。近两年由于全球气侯增暖,在北大西洋区降雨量比较多,淡水量比较大,淡水飘浮在海洋的表层,就使得北大西洋海水下沉的速度减慢,这样就
使得低纬度地区的暖流往中高纬区输送的速度减慢,这样就造成欧洲一些地区会发生气温下降,寒流影响的情况。
实际上全球气侯升高所造成的影响远远不止这么多,前面也提到过关于台风、风暴潮一些极端的气侯。另外还有全球变暖形成一些暖湿的气侯条件,使得病毒和细菌容易滋生,产生瘟疫和病虫害。还可能会使冬季的时间缩短,温度升高。在这么短的时间内气温上升这么快的速度会使整个生态系统不能够很快适应,很可能会产生一些生态系统的崩溃,对我们人类的生存是有很大的影响的。
温室效应与气候变化
即使在寒冷的冬季,花房或蔬菜大棚等温室的内部也非常温暖,适合植物生长。这是因为覆盖温室的玻璃或塑料薄膜允许阳光进入温室加热室内空气,同时阻止热空气向外散发,从而使室内温度高于外界。
地球大气层有着与温室玻璃类似的保温效果。阳光照射地球,部分能量被大气和地表吸收,部分被反射回太空。地球表面向外释放热量,其中一部分也被大气吸收。大气层存留热量的能力使地球表面有着温暖的环境,这被称为温室效应。
温室效应并不等同于目前被当作气候灾难的全球变暖问题。事实上,温室效应帮助保持了地球温暖而稳定的环境,是生物得以生存的关键条件。有测算表明,如果没有大气及相关温室效应,地球表面平均温度大约会是零下18摄氏度,并且会像月球一样,白天地表温度最高可达100多摄氏度,夜晚则急剧降至最低零下100多摄氏度。
气候变化的含义则比较广泛,它可以包含地球历史上发生的各种或冷或热的变化,但目前所讨论的气候变化主要是指自18世纪工业革命以来,人类大量排放二氧化碳等气体所造成的全球变暖现象。
地球变暖问题是指大气成分发生变化导致温室效应加剧,使地球气候异常变暖。大气中的各种气体并非都有保存热量的作用,其中能够导致温室效应的气体被称为温室气体。实际上,最主要的温室气体并不是人们常说的二氧化碳而是水蒸气,不过水蒸气在大气中的含量相对稳定,因此对温室效应增强的影响不大,应对全球变暖的讨论也较少涉及它。
各种温室气体中,二氧化碳的吸热能力不是最强的,甲烷、一氧化氮和氯氟烃的吸热能力都比它强得多。二氧化碳之所以成为全球变暖问题的核心,是因为工业时代以来大气中二氧化碳含量急剧增加,是导致气候变暖的主因。一个可供参考的极端例证是,金星的浓密大气中绝大部分是二氧化碳,剧烈的温室效应使金星表面温度最高达到460摄氏度左右。
关于温室效应和全球变暖,实际上
最近一段时间科学界都在广泛关注。大概是上个世纪二十年代之前,气侯有一段时间温度比较高,到了四十年代至六十年代期间,有一段时间温度是下降的,七十年代以后气侯又接着进一步上升,所以这个时候科学家们就比较关注这个问题。如果把全球温室气体二氧化碳排放量考虑在内,在过去五十万年的时间大概就是二百到三百个ppm,但是在自1800年来不长的时间内,整个排放量已经涨到380个ppm了。这个上升幅度是很高的,温度上升会引起海平面上升,冰川融化等等一系列的环境问题,所以最近世界各国的科学家都比较关注这个问题。
宇宙射线的作用是不是很重要现在,没有人否认太阳会对地球气候产生重大的影响。抵达地球的太阳能量的总量是在变化的。最近的这种变化尚不能解释近年来出现的气候变暖。但是,如果其他方式的太阳活动对地球气候产生的影响比预期的更大,我们该怎么办?
20世纪90年代,丹麦科学家再次提出宇宙射线通过电离大气从而影响云的生成的观点。如果真是这样,那么太阳活动的一些微小变化对气候的影响将会很大。尽管宇宙射线大都来自宇宙深处,但太阳活动的变化可以左右其抵达地球的数量。当太阳黑子大量出现时,太阳磁场会增强,太阳系中更多的宇宙射线会偏离。
丹麦科学家宣称,字宙射线愈少,云量也就愈少,大气温度就会升高。他认为这个现象可以解释最近的气候变暖。
这里,至少有三个疑问。首先,宇宙射线是否真的触发云的形成?其次,如果宇宙射线能够触发云的形成,那么云量的变化又是如何影响温度的?再则,这些现象又能否解释过去的几十年中的大气温度的上升?
有些科学家认为,宇宙射线引起空气电离,会把电荷传给气溶胶,使其增大,有利于水汽凝结,导致云生成。
丹麦的一位科学家还做了一系列实验,希望能证明宇宙射线的作用,但结果并不理想。最近,他宣称,低空云量与字宙射线有关。但是,他并没有证明其中的因果关系,而且这种相关仅在1995年以后资料作了“订正”之后才有。因此,其他同行专家认为,这个相关并不有效。英国伦敦皇家学院的一位大气物理学家说:“为了适应这个假定,而对资料做了处理”。其他一些研究小组的研究也表示宇宙射线对云的作用很小,甚至没有作用。
另一个问题是,云和气候是如何相互作用的?丹麦的这位科学家称,总的作用是,云量减少对大气温度升高有作用,白天晴空吸收的热量大于晚上消耗的热量,多余的热量使大气温度上升。但是,许多科学家并不认同这个理论。事实上白天高层的许多
云也有升温作用。
最后,有一点是极其重要的,即使宇宙射线强度变化确实影响了云量和大气温度,但它不能解释几十年来的气候快速变暖现象。50年来的直接观测表明,宇宙射线的强度有着周期性的变化,其与最近的气候变暖的相关呈下降趋势。
不能用一个因素去预测未来气候的冷暖变化。
地球气候总是冷暖交替变化的。
距今7.5亿年前到距今5.8亿年前,地球经历了迄今为止最冷的冰期。当时,整个地球被冰雪覆盖,被称之为“雪球”。冰原的扩展使更多的太阳热量被反射回太空,导致大气温度下降。陆地上的冰原阻止了岩石的风化,使大气中的二氧化碳减少。冰原从极地向外扩展,风蚀现象会继续减少大气中二氧化碳含量。
这次大冰期后,有相当长的一段时间,大气保温气体的含量和温度均高于今天。最热的时期出现在距今5500万年之前的古新世到始新世。当时,全球气温在几千年中升高了5-8摄氏度。这次的气候变暖是由火山大爆发引起的,火山岩浆使煤矿升温,大量的矿化碳突然向大气层排放,甲烷和二氧化碳大量进入大气层,造成灾难性的全球气候变暖。这次暖期持续了20万年。
近几百万年中,地球的气候仍然冷暖交替。在冰期之间,出现过气候较暖的间冰期,其中距今12.5万年之前的伊米亚间冰期最为显著,当时气温普遍比今天高出1~2摄氏度,海面高出5-8米。这次变暖看来是地球轨道变化使得地表接受到的太阳辐射量发生变化而造成的。
最近的一次冰期之后,也出现了一个暖期,那是距今6000年之前的全新世气候最适期。但是,这次暖期是区域性的,气温比今天也高不了多少。
那么,是不是说由于气候的自然变化可以使我们忽视研究近代气候的快速变暖?答案是否定的。在最近的气候变暖过程中,抵达地球的太阳能量的自然变化只起了很小的作用。同时,也不能因为历史上曾经出现比现在更暖的气候而对未来的气候变暖熟视无睹。要知道,在过去的暖期中,海面曾经升高几十米,足可以把现在的许多大城市淹没。
显然,气候变暖还是变冷,受许多因素制约,有的因素使气候变暖,有的因素使气候变冷。它们之间可能相互抵消,也可能相互促进。所以,我们不能用一个因素去预测未来气候的冷暖变化。气候变化之谜,尚需深入探讨。
全球气候将变冷趋势说
近1000年来,全球气温平均升高了0.7摄氏度。多数专家认为地球气温还将逐渐升高,但有一些科学家认为新千年地球气候将逐渐变冷。
据俄罗斯《今日报》报道,提出地球将变冷的是一批俄罗斯、法
国、美国的冰学家。他们在南极俄罗斯的“东方”号考察站进行超深钻探并对其钻取物进行分析后作出了上述预测。
这些科学家之所以选择南极洲进行科学分析,是因为这里的陆地冰超过了地球陆地冰总量的 90%。钻探从1970年开始于1998年结束,钻井深达3623米。科研人员分析了钻取的岩芯中氧同位素的含量后惊奇地发现,在过去的42万年中,全球气候变冷和变暖相互交替,有着明显的周期性。他们认为,地球气温变化的一个完整周期为10万年至12万年。全球进入隆温周期,这些冰川学家认为,地球气候变暖最近的一个高峰约在1.7万年前,而现在已开始降温。这种降温是一个缓慢的过程。人类的活动以及火山爆发等自然灾害都不足以改变地球气候的变化的总趋势。
俄罗斯《今日报》的报道说,上述论点是极少数科学家提出来的。全球气候变冷的观点可供学术界进行探讨,但这并不影响世界各国为阻止日益严重的地球温室效应而采取的对策和行动。
俄罗斯科学院普尔科夫天文台的科学家们在对太阳辐射情况进行持续观测后宣称,地球有可能在50年后遭遇全球性的气候变冷,而且这一过程将一直持续到二十二世纪初。该天文台的哈比布尔洛·阿布杜萨马托夫博士表示:“通过分析观测数据,我们开发出了一套反映全球气候变化情况的程序表,即全球气候将在本世纪中叶前开始变冷,而从二十二世纪初开始,将进入下一轮为期200年的变暖周期。”他提醒称,普尔科夫天文台的科学家们早些时候曾得出结论称,在2012-2015年期间,全球温度将会缓慢地降低,并且在2055-2060年间达到最低值。
据介绍,50年后,全球气温有可能会下降到十七世纪下半叶时的水平:当时,荷兰境内的所有运河均被冻结,而格陵兰岛上的大部分居民也被迫迁移。
阿布杜萨马托夫博士指出,他还从外国同行那里获得了有关全球气候正在变冷的证据。他表示:“日前,我收到了一封非常重要的电子邮件。西方的同行们指出,在2003-2005年期间,海洋上层水域的温度有略微下降,而这完全符合我们的研究结果。”他认为,全球性的气温下降将在2012-2015年期间到来。
俄科学家观点:最近几十年里地球并没有变暖,以俄罗斯科学院院士、圣彼得堡北极和南极科研所教授孔德拉季亚夫为首的科研小组,在分析研究了1959年到2000年间北极地带温度变化的数据后得出结论,在高纬度地带不断发生着热能的再分布,因此,从整体上说,最近几十年里地球并没有变暖。
近年来,全球变暖现象引起了科学家的关注,但地球是否真的变暖了却始终没有定论。孔德拉季亚夫院士
领导的研究小组分析了2000年前116个分布在北极的高空气象站、观测船和“北极”漂浮站记录的近40年来大气温度变化异常的数据后发现,从整体上看,对流层下层的一定高度内大气变暖了,但对流层上层和平流层的大气却变冷了。研究小组认为,在北极地带垂直方向存在着一种热量再分布机制,如果大气层下层变暖了,上层立即对此做出反应,开始变冷,来补偿下层的变暖。
资料显示,1980年前对流层出现了温度异常,大气温度变得比通常冷了些;但近年来对流层温度的变化异常却是朝相反方向发展———变暖了。平流层大气的温度变化恰恰相反:1978年前平流层上层变暖了,下层变冷了。地球大气层中这种温度变化的分水岭或者平均能量水平处在平流层中层。这里的温度是周期性变化的。在1959年到1979年期间平均能量水平低(变冷了),在1980年到2000年期间平均能量水平高(变暖了)。如果大气层中这样的周期性现象确实存在,那么今后的20年内将出现地球变冷现象。
在研究过程中,科研人员还发现了一种有趣的现象:在最近40年里北极上空的大气层变得不稳定了,这意味着大气层的调节性能增强了。但这种不稳定性只保留在平流层上层中臭氧含量最多的高度内。因此,平流层中的臭氧应该减少,对流层中的臭氧应该增加。这种变化是否是大气层中臭氧减少的原因?目前还没有确切的答案。
专家告诫:关注“拉马德雷”现象,哥斯达黎加气象协会气象分析预报部主任加沃纳.斯托茨近日在接受记者采访时指出,据最新气象卫星云图预测,从2000年开始,“拉马德雷”正在进入“冷位相”阶段, 这将使“拉尼娜”现象的影响加剧,对全球气候产生重大影响。
“拉马德雷”现象是美国海洋学家斯蒂文.黑尔于1996年发现的,在气象和海洋学上被称为“太平洋十年涛动”(ODP)。科学研究的初步结果表明,ODP同南太平洋赤道洋流“厄尔尼诺”和“拉尼娜”现象有着极其密切的关系,被喻为“厄尔尼诺”和“拉尼娜”的“母亲”, “拉马德雷”一词在西班牙语中的意思也正是“母亲”。
“拉马德雷”是一种高空气压流,分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现,每种现象持续20年至30年。近100多年来,“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生于1890年至1924年,而1925年至1946年为“暖位相”;第二周期的“冷位相”出现于1947年至1976年,1977年至90年代后期为“暖位相”。
当“拉马德雷”现象以“暖位相”形式出现时,北美大陆附近海面的水温就会异常升高, 而北太平洋洋面温度却
异常下降。与此同时,太平洋气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时,情况正好相反。
在谈到“拉马德雷”与“厄尔尼诺”和“拉尼娜”之间的关系时,斯托茨介绍说,如果“暖位相”的“拉马德雷”与“厄尔尼诺”相遇,将使其更强烈,出现的次数更频繁;假如“冷位相”的“拉马德雷”与拉尼娜”现象相遇,那么“拉尼娜”将显示强劲的势头,出现频繁。
“拉马德雷”现象正在引起世界各国气象海洋学家的密切关注,他们正在加紧研究其形成的原因并密切跟踪它对全球气候的影响