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家园 【25个科学问题征文】试译:地球温室会变得多热?

How hot will the greenhouse world be?

By Richard A. Kerr

Science, 309 (2005) 100.

试译:地球温室会变得多热?

科学家知道近来世界在变暖,并且相信人类活动是变暖的主要原因。那么在今后的几十年几百年里我们究竟会把我们的行星弄到多热呢?这取决于气象系统―包括空气,海洋,冰山,陆地和生物―对我们排放到大气中的温室气体的敏感程度。在过去的四分之一世纪里,专家们对气候敏感度的认识不免模糊。一方面,专家认为气候也许对这个或那个影响因子非常敏感,比如燃烧化石燃料所释放的二氧化碳,火山灰对阳光的遮挡,或者太阳的逐渐熄灭,都可能造成气候的剧烈变化。另一方面,同样是这些专家也承认,气候也许不那么敏感,即便使它变热的因素再强烈,也只能造成一点点气温上升。

研究气象敏感度可不像作课后作业那么简单,你没法走出家门直接测量一下就把这个问题解决了。或早或晚,在研究的某个阶段,必须使用一个气象模型。每个模型给出一个不同的气象敏感度。由于使用模型模拟真实气象系统的过程中进行了大量的简化,模型算出的气象敏感度不可避免地带有很大不确定性。结果是,长期以来气象学家们总是在反复引用同一个模糊的气象敏感范围:他们说,本世纪温室气体二氧化碳的排放量将翻一番,由此可能导致全球气温上升的范围介于比较温和的1.5°C及吓人一跳的4.5°C之间。这一范围来源于最初发表在1979年的两个早期模型,从那时起一直为所有重要的气候分析工作不断引用。

研究人员现在终于开始试图至少从一端入手缩小这一范围。一方面,已知模型所算出的气温变化大都落在如今几乎已经变成“教规”一般的1.5°C~4.5°C这一范围之内(可信度5%~95%不等)。也有一些模型预言升温更高。另一方面,一种新的尝试方法也取得了初步结果。这种方法采用单一模型,通过改变输入气候影响因子参数的数值,例如改变云层的表现,来试验结果的变化。该方法算出的升温范围为2.4°C到5.4°C,最可几结果为3.2°C。

说到底,模型毕竟是模型。假如大自然自己已经做过了实验岂非更好。古气象学家们试图研究远古时代那些气候影响因子―例如温室气体―的自然演化以及当时气象系统的反应。大自然中当然不曾出现过我们面对的温室变暖的严格类似情况。而且估算上一次冰河时期遗留下来的冰川深处锁住的二氧化碳的含量,或者估算菲律宾皮纳图博火山喷发出的火山灰遮挡了多少阳光,也难免误差。尽管如此,古气象学所估算的气温上升也在那个“教规”范围之内,最可能的结果也是在3°C左右。

至少,气温上升的最小幅度现在可能可以确定下来了。研究者声称,似乎不会低于1.5°C。有些反对温室效应导致变暖这一说法的人认为气候变暖的程度低到可以忽略不计。看来这一可能性已经可以排除。但是对气温上升最大幅度的计算结果尚不能确定。这方面的研究归纳了上一世纪观察到的气候变化数据,并考虑了自然的和人为的气候影响因子。结果表明,有30%的可能,气温上升的幅度会超过4.5°C, 最极端的结果高达9°C。改变影响因子输入数值的最新研究甚至提出气温将上升11°C, 尽管作者声明他们还无法评估出现这种极端情况的可能性。也有人指出,各种气象模型从来没能够模拟重现地质历史上出现过的极高温气候,这说明这些模型中没能包含影响气象系统的关键因素。

气象研究人员的任务够清楚了。他们必须在模型中引入对云层和烟雾的更精确理解和描述。这两个因素是目前不确定性的最大来源。10年到15年以前,科学家们说过他们需要10到15年时间搞清楚云雾,可是直到现在,这个问题还没有任何能够在可见的将来被解决的迹象。另外,计算机运算能力的飞速提高已经使建立真实一点的模型成为可实现的目标。还有,气象学家们也应该多使用过去气象变化纪录里的好数据,并且更好地分析造成这些变化的原因。无论如何,二氧化碳排放量翻一倍―或者更多―看来不可避免,除非我们能很快不烧化石燃料。

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