專家解讀極端天氣頻發(fā)
人類活動或是背后推手
發(fā)布時間： 2012-11-21 | 作者：梁鑫峰
http://www.stdaily.com 2012年11月21日 來源： 中國科技網(wǎng) 作者： 梁鑫峰
■將新聞進行到底
文·梁鑫峰
不久前，北京經(jīng)歷了40小時風雪交加，在這之前，百年罕見的颶風“桑迪”席卷拉美、北美；歐洲提早迎來今冬第一場大雪；臺風“山神”在亞洲呼風喚雨……
近年來，各種極端天氣災害層出不窮。針對極端天氣事件，早在2007年發(fā)布的政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第四次報告中就提到過去幾十年全球大多數(shù)地區(qū)極冷的天數(shù)減少，極熱的天數(shù)增加；強降水事件增加；北大西洋地區(qū)熱帶氣旋強度增加等現(xiàn)象。
因為天氣事件是與氣候狀況緊密聯(lián)系在一起的，那么人們不禁要問：這些極端天氣的發(fā)生與全球變暖有關(guān)嗎？與人類的活動有關(guān)嗎？
————氣候關(guān)乎天氣————
科學家普遍認為地球逐漸在升溫
天氣現(xiàn)象確實與大的氣候背景有關(guān)，氣候發(fā)生了變化，天氣也應該會有相應的改變。
在地球是否變暖的問題上，科學家們是有共識的，主要是因為有足夠多的數(shù)據(jù)證明我們正在經(jīng)歷快速的變暖過程。各國科學家多年積累的數(shù)據(jù)表明全球海洋及大氣平均溫度正在升高。政府間氣候變化專門委員會第四次報告發(fā)布年(2007年)之前的12年內(nèi)有11年屬于有儀器記錄(1850年)以來的最溫暖的年頭。如果用直線擬合來看溫度變化速度的話，我們會發(fā)現(xiàn)不但溫度在升高，其升高的速度也在增加。而且，溫度的升高是全球范圍內(nèi)的，其中又以北半球的高緯度地區(qū)最為明顯。除此之外，升溫不但發(fā)生在大氣底層，海洋也一樣熱起來了。始自1961年的海洋觀測資料顯示，全球海洋溫度升高的信號已經(jīng)傳到至少3000米的深海了。
需要說明的是，變暖的結(jié)論是基于相互獨立的幾套數(shù)據(jù)得到的，其可信性比之單一數(shù)據(jù)大大增強。這些數(shù)據(jù)有的是陸地數(shù)據(jù)，有的是海洋數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)都得到同樣的結(jié)論——地球表面的平均溫度在升高。除了直接的溫度觀測數(shù)據(jù)，其他觀測到的現(xiàn)象，如北極地區(qū)海冰覆蓋區(qū)域的快速縮減；南北半球冰川和雪的覆蓋面積減??；平均海平面升高幅度超過冰雪融化的貢獻等都與全球變暖的結(jié)論相符。
————個案難究原因————
極端天氣整體增多增強或因變暖
那么全球變暖會影響極端天氣嗎？氣候?qū)W家們對于這個問題的回答是比較謹慎的。一般認為，全球變暖可能會導致極端天氣頻率的增加和強度的增大。
按照現(xiàn)在的研究，有些極端天氣，比如高溫、暴雨等，很可能已經(jīng)并將繼續(xù)受到全球變暖的影響。這個結(jié)論的得出基于觀測數(shù)據(jù)、氣候?qū)W家對氣候系統(tǒng)內(nèi)過程研究的結(jié)果，以及公認的物理學知識，所以還是比較可信的。
以暴雨為例，因為水的蒸發(fā)過程和大氣容納水蒸氣的能力都與溫度有關(guān)，所以全球變暖發(fā)生后，水汽在氣候系統(tǒng)各個圈層內(nèi)及圈層之間的循環(huán)交流過程會發(fā)生變化，而這會造成降水頻率、強度和分布的變化。具體來說，全球溫度升高的過程中，陸地和海洋中水份的蒸騰和蒸發(fā)過程會增強，所以原本干旱的地方很可能會更干旱。同時，大氣的“蓄水”能力也會相應增加，因此降水發(fā)生時的可用水量也就大大增加。這樣的結(jié)果就是，一旦降水過程被觸發(fā)，降水的強度比之變暖前要大得多，因此也就更容易造成洪澇災害。
另外，全球變暖還會影響大氣環(huán)流，進而影響高低壓、上升下降氣流等的空間分布。這些變化發(fā)生后，很多地區(qū)的小區(qū)域氣候就會受到影響，原本很少出現(xiàn)的天氣現(xiàn)象可能就會多起來。這會給已經(jīng)適應原本正常頻率和強度極端天氣的人們帶來很多問題。比如，原本工作良好的城市排水系統(tǒng)完全不夠用了，進而導致嚴重的城市內(nèi)澇問題。
雖然科學家認為全球變暖可能會導致極端天氣頻率增加和強度增大，不過這是在統(tǒng)計意義上談的，具體到某一次的極端天氣，還很難確定是不是全球變暖導致的。之所以出現(xiàn)這種困境，主要因為可以影響天氣的因素太多了。除了全球變暖，一些持續(xù)周期較短的自然存在的氣候現(xiàn)象，如厄爾尼諾、拉尼娜，甚至季節(jié)更替都會對天氣產(chǎn)生影響，而很多現(xiàn)象可導致的結(jié)果又是類似的。同時，因為受限于對這些短時間過程不夠了解，現(xiàn)有數(shù)值模型的不足以及計算能力的欠缺，科學家們還不能大范圍開展利用模型評估各個相關(guān)過程對某次極端天氣事件的影響，進而確定全球變暖在其發(fā)生過程中起到的作用。
————招來“超級殺手”————
人類活動可能間接影響極端天氣
眾所周知，氣候系統(tǒng)是一個由大氣、海洋、冰和陸地構(gòu)成的復雜系統(tǒng)。其各個組成部分內(nèi)都存在著多種物理、化學和生物過程，除此之外，各組分之間還能相互作用。盡管氣候系統(tǒng)是如此的復雜，但通過氣候?qū)W、大氣科學、海洋學等各個領(lǐng)域內(nèi)專家的努力，人們對于導致氣候變化的因素已經(jīng)基本了解。這些因素可以分為兩大類：自然因素和人為因素。
自然因素中，首先應該提到的是太陽輻射。太陽是地球氣候系統(tǒng)能量的最終來源，其輻射強度的變化對于氣候系統(tǒng)有很強的作用，但根據(jù)現(xiàn)有的觀測來看，過去幾十年太陽輻射的變化非常小，根本不足以解釋觀測到的全球變暖現(xiàn)象。
其次，地球公轉(zhuǎn)軌道和自轉(zhuǎn)狀態(tài)的變化也能
導致地球接受太陽輻射的多少和分布發(fā)生變化。因為這類變化引起的氣候變化非常緩慢，大概是萬年及10萬年量級上的，所以也不能解釋我們經(jīng)歷的全球變暖。
除此之外，火山噴發(fā)釋放出的硫化合物和煙塵、波浪破碎產(chǎn)生的海鹽等所謂的氣溶膠會在大氣里懸浮。它們可以通過直接影響太陽輻射或形成云影響太陽輻射來影響氣候。
最后，地球表面是由很多板塊組成的，而且板塊是運動的。板塊的運動會改變海陸的分布，從而改變地球表面輻射的分布，大洋環(huán)流和大氣環(huán)流也會發(fā)生相應的變化，這些都會引起氣候的變化。因為板塊運動的速度非常非常慢，所以這種影響的尺度應該是百萬年級的。
看過自然因素，再來看人為因素。人類活動主要通過3種方式來影響氣候。首先是燃燒化石燃料排放溫室氣體。溫室氣體在大氣中增多，其導致的溫室效應增強會使地球系統(tǒng)的輻射平衡發(fā)生變化，使更多的熱量困在地表附近，導致平均溫度升高。再者，人類燃燒化石燃料還會排放大量的氣溶膠，比如煙塵、硫化物等。這些都會影響輻射能量在大氣內(nèi)部的傳播和吸收。除此之外，地表狀況的改變，比如大面積的毀林等，也會影響地表對太陽輻射的反射，所以也會對氣候有相應的影響。
數(shù)值模型是科學家們研究氣候變化的利器。氣候?qū)W家們通過包含自然因素和人為因素的數(shù)值模式模擬了過去幾十年氣候變化的過程。他們發(fā)現(xiàn)僅僅包含自然因素的模型不能反應觀測到的過去幾十年發(fā)生的全球變暖現(xiàn)象，而包含了人為因素的模型則能很好的重現(xiàn)觀測到的趨勢。因此，科學家們認為我們現(xiàn)在正在經(jīng)歷的全球變暖有非常大的可能是由于人類活動所致。
既然人類活動可能是導致全球變暖的主要原因，再加上全球變暖可以影響到某些極端天氣的強度和發(fā)生頻率，所以也可以說人類活動改變了極端天氣的強度和頻率。
通過諸多科學家的努力，人們認識到人類活動已經(jīng)切切實實影響到了整個氣候系統(tǒng)，造就了一個越來越熱的世界。伴隨著這個越來越熱的世界，不僅僅是越穿越少的衣服，還很可能有那些“超級殺手”——颶風、熱浪、干旱、洪水等。跟這些“殺手”PK，單個人甚至單個國家都是沒有勝算的，只有攜起手一起作戰(zhàn)才有可能獲勝。
（作者系美國哥倫比亞大學地球與環(huán)境科學博士）
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《科技日報》七版 （2011-11-21）
(中國科技網(wǎng))責編：劉曉瑩
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