魏科 周春江

最近,關于全球變暖的最新研究揭示了一些讓人不安的新變化,各種數據都指向同一個結論:全球變暖已進入加速狀態。
自1900年至今,地球表面溫度增速約為0.7~0.9攝氏度/百年,但是自1975年至今,該增速數值已提高到1.5~1.8攝氏度/百年。
根據世界氣象組織及各種最新的科學評估報告,2018年全球表面溫度是自1880年以來的第四溫暖年份,比1951~1980年間的平均溫度高出0.83℃。與此同時,過去5年也是有氣象記錄以來最溫暖的5年。目前,全球的平均氣溫已經比工業革命前高1℃左右,我們生活的星球正變得越來越熱。

中國也不例外。我國是全球氣候變化的敏感區和影響顯著區,自1900年至今,平均氣溫的增速為0.15攝氏度/10年,但是近50年來,氣溫增速明顯加快,1951年至今,全國平均增溫率達到0.24攝氏度/10年,其中北方增溫率明顯高于南方,西部地區的增溫率高于東部地區,青藏高原地區的增溫率達到0.37攝氏度/10年,西北部分地區的增溫率甚至超過0.5攝氏度/10年。
海洋約占地球表面積的71%,在調節和影響地球氣候中發揮著巨大的作用,海洋溫度的變化代表了全球氣候變化。因為海洋里存在各種復雜的洋流,計算海洋的熱量不能僅僅計算海洋表層溫度,而需要對海洋的熱量進行整體計算。2013年,聯合國政府間氣候變化專門委員會的報告估算,1971~2010年間,全球海洋上層2000米的增暖速度為0.2~0.32瓦/平方米,然而,2017~2019年初的多項研究則揭示,自1991年后,全球海洋增暖的速度達到了0.55~0.68瓦/平方米,相關最新研究成果發表在2019年初的《科學》雜志上。


研究表明,海洋總的熱容量處于持續增加的過程中,并且增加的熱量越來越多,英國《衛報》做過這樣一個比喻:全球海洋額外增加的熱量,在過去150年里平均起來,相當于每秒爆炸一枚廣島原子彈,不過,由于增暖持續加速,現在相當于每秒爆炸3~6枚廣島原子彈。
2018年,全球海洋上層2000米熱含量比 1981~2010年的平均狀態高了19.67×1022焦耳,比歷史第二高的年份2017年高出0.91×1022焦耳—相當于廣島原子彈爆炸釋放能量的1億倍。
全球海洋熱量升高的主要原因是海水溫度上升。新的數據表明:海洋上層2000米海水在過去60年里大約平均變暖了0.13攝氏度,表層變暖情況比深海變暖更劇烈。
海洋是臺風、颶風等極端天氣的能量來源,更暖的海洋將導致未來的臺風更強、降水更多。2018年發生的臺風“山竹”、颶風“佛羅倫薩”“邁克爾”等是近些年破壞性極強的熱帶風暴,給登陸地造成了極大的經濟和社會損失。
此外,更熱的海洋會持續降低海水中的溶解氧含量,影響海洋生態系統,最終導致人類利用海洋漁業資源受到影響。
最后,海水溫度升高的熱膨脹效應影響了海平面變化:不斷變暖的海洋將持續推升全球海平面,給沿海、低洼和小島嶼地區帶來越來越多的氣候風險。目前,世界上最大的10個城市中有8個靠近海岸,全球有40%~50%的人口居住在易受海平面上升影響的沿海地區。
南極洲大陸冰川滑落進入附近海洋,使得海冰增多,因此質疑氣候變化的人經常用這部分海冰的增多來質疑全球變暖。然而最新的數據揭示,南極周圍的海冰量也在急劇降低,尤其在2016年創歷史最低以后,一直在低位徘徊。
南極洲的大陸冰蓋也在持續減少。1979~1990年,南極洲的冰損失速度為每年400億噸,然而到2009~2017年,這一數值已經增加到每年2520億噸,幾乎增長了6倍。1992~2017年間,南極洲共減少2.71萬億噸的冰,大約相當于每秒損失3個奧運會比賽標準的游泳池的水量。在南極洲減少的冰中,有一半是在過去5年中減少的,這表明南極的融化速度在加快。

以前的研究認為,東南極洲作為南極洲大陸主體,冰雪更為穩定,并且能夠抵抗一定幅度的氣候變化,但是最新的數據揭示,這部分的冰雪損失也非常明顯。盡管西南極洲冰蓋貢獻了近期冰損失的大部分,但是縱觀整個40年會發現,東南極洲的冰損失速度并不落后。
與此同時,北極的情況也不容樂觀。
最近幾年,關于全球冰川的研究揭示,全球冰川正在加速消融。2018下半年以來,《自然》雜志連續發表多篇研究報告,均表明格陵蘭島的冰蓋正在以前所未有的速度融化,融化速度是過去至少350年以來最快的,比工業革命前高50%以上,比20世紀快33%。
如今,聯合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)正在召集全球科學家撰寫第六次氣候變化評估報告,其中《氣候變化中的海洋和冰凍圈》特別報告(SROCC)用全球冰川監測數據揭示了全球山地冰川正在消失的現實:對全球主要11個山地冰川的監測表明,在1986~2005年間,冰川質量每年損失約470±80千克/平方米,但是在2006~2015年間,該數值增加了30%,每年達到610±90千克/平方米。
2018年11月,關于我國山地冰川變化的報告《冰凍圈告急:2018氣候變化影響下中國冰川研究》發布。該報告稱,基于對我國西部冰川的實地調研發現,與20世紀50年代相比,82.2%的中國冰川處在退縮狀態,總面積縮小了約18%。在未來幾十年,占中國冰川總數80%以上的面積小于1平方千米的小冰川將面臨消失風險,中國冰川數量將急劇減少。用《冰凍圈告急》作為報告主題,再合適不過。
關于氣候變化的研究揭示,地球歷史上經歷過數次冰期-間冰期的氣候變化,產生過滄海桑田級別的環境變遷。然而,自工業革命以來的全球增溫與地球歷史上的氣候變化截然不同:

首先,地球歷史上的氣候變化主要是自然變化,而此次全球變暖主要是人為活動引起的。人類活動大量燃燒化石燃料,導致全球溫室氣體含量快速增加。兩極高分辨率的冰芯資料揭示,在過去至少80萬年里,二氧化碳這種全球主要溫室氣體的含量在170~300ppm(百萬分之一)之間變化,而自工業革命以來,二氧化碳含量已增加到410ppm以上(2019年初),與歷史期最快的增加速度相比,最近百年的溫室氣體的增加速度是自然過程的百倍以上。
其次,此次全球變暖對人類社會和現代文明影響巨大。地球歷史期發生氣候變化時,人類活動的強度和范圍都遠不如今日,而目前全球的經濟活動和人口活動分布格局主要是過去200年里形成的。對于我國而言,主要的經濟格局和城市區/群分布是過去40年里改革開放后形成的。由于滯后效應,全球變暖的影響會逐漸顯現,并持續數百年以上,海表面高度的變化甚至將持續千年以上,全球變暖的影響和風險會逐漸顯現。

最后,極端天氣和氣候事件影響顯著。全球變暖導致破歷史紀錄的高溫酷暑劇增,容易在我國北方引起大規模干旱,在南方旱季形成季節性干旱,強暴雨和洪澇的出現頻次也將增加,城市內澇頻次加劇。全球海洋增暖使得超強臺風數目增加,2018年,我國華東地區連續遭遇“安比”“云雀”“摩羯”“溫比亞”臺風的侵襲,其中有3個臺風直接在上海登陸,這在歷史上是十分罕見的。未來,這樣的情況也許會頻繁出現。
全球變暖駛入高速路,請系好安全帶。