我們的地球正在變暖?全球性的災難正在接近?IPCC的報告向我們展示了這個星球的現狀和未來。
世界末日或者大災難是兜售天堂門票的廣告。然而科學家們也說,若不采取措施,我們可能面臨著大災難。溫室效應不是一個新詞,很多人都知道,所謂的溫室效應,是由大其中的二氧化碳造成的。二氧化碳就像蔬菜溫室的玻璃,它使熱量不易被散射出去。這樣一來,地球大氣就會變得越來越熱。若干年以來,全球變暖一直是人們談論的話題——不僅僅是因為它會導致災變,也是因為它牽扯到人類社會的方方面面:政治的、經濟的、文化的等等。你也許曾經讀到過一些描述全球變暖后果的文字,甚至是科幻作品。但是也有人說,全球變暖是一個幻覺,在相當長的未來中,災難不會來臨。全球變暖甚至是有益的。那么,真相到底是什么?
IPCC和SPM
政府間氣候變化小組(IPCC)正是為研究這個問題而建立的。對于大多數人,IPCC是新面孔,然而,這是一個已經建立了13年的組織。1988年,聯合國環境規劃署(UNEP)
和世界氣象組織(WMO)聯合發起組建政府間氣候變化小組(IPCC)。IPCC的作用是為了對與人類活動造成的氣候變化相關的科學、技術、社會經濟信息進行評估。
IPCC不定期發表對于氣候變化的評估報告。1990年,它發表了第一份評估報告。1995年,第二份評估報告發表。2001年,第三份評估報告發表。IPCC是由各國相關領域的科學家組成的,它發表的《評估報告》是具有相當的專業性質。我們絕大多數人是無法也沒有時間和精力去閱讀這份報告的。但是對于各國起決定性作用的政策制定者來說,他們有必要對此問題進行了解。一個折衷的方案是,為《評估報告》撰寫一個綱要,總結出《評估報告》的主要觀點和結論。這個綱要被稱作《為決策者者撰寫的綱要》(SPM)。SPM的文字比較淺顯易懂,一般人也可以從中了解到關于全球變暖問題的研究結論。
2001年1月,在上海舉行的IPCC全會上討論通過了第三次《評估報告》的SPM。那么,就讓我們看看到底科學家們發現了什么。
變暖,確實在變暖
地球真的在變暖嗎?也許你認為今年夏天是最炎熱的夏天。但是,這不足以作為全球變暖的證據,因為此時在地球上的其他地區,可能正在下著暴風雪。IPCC的研究表明,從1861年開始,地球氣候的變化趨勢是變暖,從那時起,地球表面的平均溫度大約升高了0.6℃,誤差是正負0.2℃。在全球范圍中,20世紀90年代是最熱的十年,其中1998年時最熱的一年。
圖一:1860年以來全球氣溫的變化。橫坐標代表年份,縱坐標代表溫度,單位是攝氏度。
科學家們通過對于樹木年輪、珊瑚礁、冰等歷史紀錄的研究,得出了過去一千年氣候變化的大致趨勢。
圖二:過去1000年北半球氣候變化的趨勢。橫坐標代表年份,縱坐標代表溫度,單位是攝氏度。
從圖中可以明顯的看出,過去100多年北半球的氣溫確實在上升。
全球氣候變暖還從其他一些方面體現出來。最明顯的例子之一是,地球上冰川覆蓋的面積正在減小。自從20世紀60年代后期以來,冰雪覆蓋的面積已經減少了10%。與此相應的是,20世紀全球海平面平均上升了0.1~0.2m。20世紀以來,降水量在上升,這也是氣候變化的特征之一。例如,在北半球中高海拔的地區,每過十年,降水量就上升0.5%~1%。自從20世紀70年代中期以來,厄爾尼諾現象發生的次數更多,這導致了很多地區的氣候異常。在亞洲和非洲的一些地區,旱災發生的頻率和程度也在明顯的提高。
暖房中的氣體
科學家們已經知道,大氣中的二氧化碳、甲烷等氣體具有正的溫室效應(也就是會促進升溫),而塵埃和二氧化硫則具有負的溫室效應(可以降低氣溫)。太陽活動也會對氣候造成影響。隨著工業時代的來臨,各種溫室氣體的濃度一直在上升。
圖三:工業時代溫室氣體在大氣層中的含量。橫坐標是時間,左方縱坐標是氣體的濃度(ppm=百萬分比,ppb=10億分比)。右方縱坐標是單位面積的輻射強度,單位是Wm2
自從1750年以來,大氣中的二氧化碳濃度上升了31%,即使是在過去的20000年中,這個增長速度也是驚人的。人類排放的二氧化碳中,75%是由于燃燒化石燃料(煤、石油)造成的。在過去的20年里,二氧化碳的濃度一直以每年百萬分之1.5的速率遞增。甲烷(CH4)也是溫室氣體之一,在150年里,它的濃度上升了10億分之1060,并且仍然在增加。這其中,大約一半以上的甲烷是人工排放的。一氧化二氮——也是一種溫室氣體——的濃度則上升了10億分之46。
人類活動產生的大氣懸浮微粒可以減輕溫室效應,但是它們存在的時間很短。同樣,在過去的一個世紀中,自然因素對于氣候變化的影響也非常小。也就是說,溫室氣體對于氣候變化占有支配地位。我們不能指望其他的因素削弱溫室效應。
與人類有關
令全球變暖的因素包括自然因素和人為因素?茖W家對于這兩種因素都建立了數學模型。從圖四可以看到。對于自然因素的模擬,模型與實際的觀測數據重合的只有20世紀上半葉。對于人為因素的模擬,我們可以看到,大部分時間它們是重合的。當考慮到自然和人為因素的共同作用后,模型的預言與實際觀測結果就吻合的相當好了。當然,我們也可以看到,盡管相當吻合,圖中還是有一些不盡如人意的地方。這是氣候變化模型的不完善造成的。但是無論如何,這都強有力的證明了人類活動與氣候變化是相關聯的。
圖四:IPCC關于全球年平均氣溫的模型。從圖中可以看出,在考慮到自然和人為因素之后,模型與實際情況吻合的相當好。圖中橫坐標為年份,縱坐標為溫度,單位是攝氏度。
命運尚未注定?
我們面臨的工作之一就是削減化石燃料的使用量。碳循環模型已經顯示,即使我們把二氧化碳的排放量限制在1990年的水平,也需要幾十年甚至一、兩個世紀才能把大氣中的二氧化碳濃度維持在百萬分之450、650或者1000的水平。根據IPCC模型的預測,從1990到2100年,全球平均氣溫仍將上升1.4℃~5.8℃。
圖五:幾種不同的氣候模型對于下一百年全球氣溫變化的預測?v坐標的單位是攝氏度。
如圖五所示,下一個一百年氣溫仍將升高。圖中右側顯示的是各模型預測的不確定范圍。
圖六:對于海平面上漲的預測?v坐標的單位是m。
氣溫升高帶來的直接后果是兩極冰雪消融和海平面上漲?茖W家們預測,從1990年到2100年,全球海平面將會上漲0.09m到0.88m?茖W家們也承認,在這些對于氣候進行預測的模型里,還存在著需要改進的地方。但是,要明確的是,全球氣候正在變暖,這是一個不容置疑的事實。我們的未來將會怎樣?根據這個預測,即使我們采取了相應的措施,溫室氣體對氣候的影響仍然將持續幾個世紀。因此,我們沒有理由不立即采取行動。