全球变暖“44岁”,未来“史上最热”可能年年都有

发布时间:2019-08-09  浏览:368次   来源:摘自科普中国

全球变暖“44岁”

2019年8月8日,立秋,二十四节气中的第十三个节气,秋天从这一天起开始了。立秋后,气温也将逐渐下降。然而,北半球的人们并未从酷暑中解放出来,还有相当一段日子闷在“炎炎夏日”。

这些年,人们屡屡会见到“XX年来最热一个月”的报道。3天前,联合国秘书长古特雷斯就宣布,“刚刚过去的7月,是人类有史以来最热的一个月”。

有意或者无意,我们对全球变暖研究的历史描述,在许多场合变成了单线叙事。1972年,一群气候学家在布朗大学开会,认为冰期即将来临,并致信美国总统,倡议研究过去气候变化。1974年,美国成立气候变化委员会。次年,8月8日,Wally Broecker在Science发表论文,认为我们正处在全球显著变暖的前夕。8月8日,也被普遍认为是全球变暖提出日,到今年已经44年了。

1975年8月8日,Global Warming首次作为科学术语出现

很多人认为这是全球变暖研究的第一篇论文,也是“全球变暖”作为科学名词诞生的标志。

随后,1975年全球温度进入低谷。1976年开始,全球温度进入上升通道。到2015年,全球温度曲线几乎完美契合了Broecker论文的预测。

Broecker对全球温度的预测与NOAA实测结果的比较

(数据来源:https://www.theguardian.com/environment/climate-consensus-97-per-cent/2015/nov/05/scientists-warned-the-president-about-global-warming-50-years-ago-today)

全球变暖逐渐成为科学家的主流声音。以1990年IPCC第一次气候变化评估报告发表为标志,学界认为人类活动对气候变化的影响超越了自然因素,可能已经成为全球变暖的主要推手。

那么,过去全球变化研究在1970年代到底发生了什么?

有数据有真相,全球变暖实实在在

在信息技术所赐,我首先用Google的Ngrams检索了更稳定的英文图书。时间范围限定在1960-2000年之间,比较global warning和global cooling在英文图书中出现的频次。

NGRAMS对global cooling和global warming的检索结果。(数据来源:books.google.com/ngrams)

不出所料,至少从1980年开始,英文图书中的全球变暖词频显著高于全球变冷。全球变暖更是在1988年后直线飙升,而全球变冷一直在低位徘徊。

  意外的是,全球变冷仅在1973到1977年之间比全球变暖的频次高,连1960-1973年间也比全球变暖出现的频次更低。

难道全球变冷从来就没有成为主流?除了1979年代中期,气候变化研究的焦点一直是变暖?

19世纪后半叶,许多学者开始意识到,大气化学成分变化可能会导致大气吸收地面长波辐射的变化,或与地质学家已经揭示的冰期有关。

1896年瑞士科学家Svante Arrhenius首次定量计算出,大气二氧化碳浓度倍增会导致全球升温5~6度。这一观点立刻被美国冰川学巨擘Chamberlin用来解释冰期成因:全球碳循环是气候变化的重要反馈因素。

在更短的尺度上,1938年,G.S. Callendar首次发表了1880年以来温度记录,认为CO2浓度增加导致的全球变暖正在进行。

第一份全球变暖器测记录(Callendar, 1938. QJRMS)

二战结束以后,全球工业化大规模发展。1958年开始,人类首次连续观测大气二氧化碳浓度,第一批数据在1960年发表,清晰显示二氧化碳有明显的年内和年际变化,年际上升趋势明显。但是,同年发表的一份温度记录显示,1940年代以来温度有着降低趋势。二者的矛盾迫使气候学家不得不去考虑更多的反馈机制。

随后,水汽(1963)、地球轨道要素(1966)、地面反照率(1969)、气溶胶(1970)、氟利昂(1975)、甲烷和臭氧以及生态系统变化(1976)、海水运动(1986)逐渐被纳入气候系统。

  等到1990年代初,IPCC先后发表两份气候变化评估报告,海洋沉积和格陵兰冰芯揭示出气候突变,我们对气候系统变化的事实和驱动因素的认识框架基本确定。

从1960年认识到二战后温度降低,到1990年代初全球变暖的主导地位确立,学术界生产了大量关于全球温度趋势的预测论文,围绕全球变冷还是变暖屡有争执。

美国国家气候数据中心主任Thomas C. Peterson曾率领团队对气候变化预测论文进行了引文分析。要求目标论文明确讨论了未来数十年到上百年的气候变化趋势,论文发表时间集中在1965-1979年。考虑到引用数据滞后,引文数据统计到1983年。

根据这些标准,他们从过期期刊数据库JSTOR检索到了71篇文章。

1965-1980年间对气候预测论文的发表数和引用数据(数据来源:Peterson et al., 2009)

其中,认为未来变冷的有7篇,态度中立的有20篇,全球变暖的有44篇。截至1983年,变冷论文被引用了325次,中立论文被引用424。而变暖论文被引2043次。

按照学术界通行的规则,几乎可以肯定,全球变冷从来没有成为气候变化研究的主流,1970年代初也不存在全球变冷的科学共识。

所谓“冰期”纯系误读

在过去的10多年时间里,许多认为认为学界对于未来气候变暖或变冷存在争议,可以部分地归咎为对文献错误理解。一个典型的例子是前政要詹姆斯-施莱辛格James Schlesinger,他曾担任过尼克松政府的中央情报局长和卡特政府的能源部长。2003年,他在华盛顿邮报的评论(op-ed)中援引了一份1972年的国家科学委员会的报告,声称“从过去间冰期的记录来看,目前的高温状态会马上结束,进入下一个冰期”。这一观点经俄克拉荷马州参议员James Inhofe的大肆宣传广为人知。

但实际上,Schlesinger和Inhofe援引的报告只是对于当时学界气候变化研究现状的描述。这份编号为NSB0671的报告可以公开获取。全文426页,被引用的句子出现在55页。原文如下:

NSB 1972年报告Patterns and perspectives in environmental science节选(第55页)

在他们不完整引用的句子之后,赫然是转折连词however。报告的执笔人显然认为人类活动已经对自然环境产生了影响,并且明确了其中的两个:森林砍伐和二氧化碳排放。

Schlesinger和Inhofe的引用完全歪曲了这份报告。他们片面强调特定的科学事实,达到推广特定政治价值观,实现个人或群体的政治利益。尽管这些刻意的误导在学术界不值一哂,大多数严肃学者也不屑一顾,但公共传播领域,大量公众被误导,流毒甚广。

未来更热,这两地将不宜居

刚刚过去的7月是器测记录以来最热的7月,比1981到2010年的7月平均温度高0.56℃。2019年初报导的一项研究显示,日均气温每升高 1℃,我国居民非意外死亡率上升 2%,其中心血管死亡率增加 3%,呼吸道死亡率增加 2%,脑血管病死亡率增加 2%。仅仅2天前,Nature Communications期刊刚刚发表的一项中国典型城市与高温相关的死亡率评估显示,气温上升 1.5℃,高温相关死亡率可能将从 1986 – 2005 年间的每百万 32.1 人分别上升至每百万 103.7 – 129.9 人。如果上升2℃,相应的数据是每百万 137.3 – 169.9 人。按照中国城市居民8.31亿估算,变暖2℃要比1.5℃会让中国城市每年至少增加 27900 例高温相关死亡。

上图:1850-2019 年全球 7 月平均气温曲线。下图:1979 -2019 年全球 7 月平均气温曲线图,2019 年略高于 2016 年。(数据来源:WMO)

如果进一步考虑空气湿度的影响,全球变暖的影响还会进一步放大。高温环境中,生物体通过排汗蒸发散热来降低体温。达到平衡后,最终的体感温度是气温减去蒸发所带走热量的差值,在气象学上用湿球温度来描述。如果湿球温度与人类体温接近,将难以通过排汗来降低体温,从而危害健康。亚洲东部和南部都是季风气候,高温期和雨季重合,这种威胁更加严重。麻省理工学院Elfatih Eltahir领衔的研究团队评估认为,印度东北部(2016, Nature Climate Change; 2017, Science Advances)和中国北方(2018, Nature Communications)在21世纪末可能会面临湿球温度高达35℃的极端热浪,根据估计,健康人无法在这种环境中户外生存6小时以上。换言之,到本世纪末,这两个世界上人口最密集的地区将不再宜居。

高温室气体排放场景(RCP8.5)中,21世纪末,日最大湿球温度的分布

(数据来源:Kang & Eltahir, 2018NC)

未来堪忧。在汹涌的热浪中,冷静回顾气候变化研究的历史,拨开全球变暖科学结论上空的迷雾,为迅速采取行动,减缓全球变暖不无裨益。

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