全球變暖真的變慢了嗎？

劉聲遠 劉安立

2013～2014年冬季，美國遭遇強大北極冷空氣，大部分地區出現罕見酷寒天氣，多地遭遇20年來創紀錄低溫，全美交通陷入嚴重混亂，高速公路封閉，航班延誤或取消，一些城市幾乎陷入癱瘓……不僅是美國，俄羅斯、蒙古、中國、日本等多國的一些地區也都陷入嚴寒之中。“前所未見”的寒潮似乎給人這樣的印象：地球并未像預期的那樣不斷變暖。一些人認為找到了反擊“全球變暖”理論的證據：“我們經歷了20年來最強的寒潮，誰還會相信全球變暖？”“根本就沒有全球變暖，它就是個笑話。”就連一些氣候學家最近也說氣候變暖的速度減緩了。

近年來全球變暖真的變慢甚至停止了嗎？閱讀下面兩篇文章，或許有助于讀者思考這個問題。

氣候變暖繼續

懷疑全球氣候變暖的人手中握有一個“證據”—— 根據氣候數據，1998～2012年的全球變暖幅度為每10年0.04℃，大大低于自1951年以來每10年0.11℃的變暖幅度。全球變暖的步伐似乎有所放緩。那么，近年來全球變暖真的變慢甚至停止了嗎？科學家指出，只要我們從地表溫度觀測結果中去掉已知的自然可變性的影響，就能看到穩定的變暖趨勢。

科學家指出，有關全球變暖已經停止的說法并不新鮮，而且其中絕大多數是經不起詳細檢查的。的確，從1998年到2012年的全球變暖幅度為每10年0.04℃，大大低于自1951年以來每10年的變暖幅度——0.11℃（請參見相關鏈接《全球變暖減速了多少？》）。但是，這并不一定意味著全球變暖停止，正如20世紀90年代以來的全球迅速變暖也不一定意味著變暖已經加速。對此，科學家提出了一個標準解釋：自然可變性。

所謂自然可變性，是指地球表面溫度自始至終都在上下浮動，產生的原因是風速和氣流的變化，以及諸如火山爆發之類的自然現象。科學家指出，正是由于自然可變性的存在，很容易模糊隱藏在這種變化背后的變暖趨勢。

當然，只用自然可變性來解釋最近的全球變暖速度減緩，很難說服那些懷疑全球變暖的人。為此，思考一下熱能而非溫度是有幫助的。

在過去100年中，地球變暖的原因是，溫室氣體的增多就像是給地球又裹上了一層毯子，導致從大氣層頂部流失的熱量減少。那地表溫度最近十多年沒有明顯上升的原因是什么呢？從熱量的角度看，可能有三個原因。

首先，太陽的亮度一直都在變暗，這意味著到達地球表面的太陽熱量也越來越少。太陽的熱量輸出有一個潮起潮落的周期，大約為11年，而太陽探測器等太空飛行器的測量結果表明，在本世紀的第一個10年，太陽的熱能輸出降得特別低。

第二個原因或許是，比平時更多的熱量一直在從大氣層頂部逃逸。其中一個可能的因素是大氣層中硫浮質增多，這些硫浮質不會阻止太陽光線進入地球大氣層，但卻能把到達地球的太陽熱能中的相當一部分反射回太空。硫浮質是由火山爆發（自然可變性的最大因素之一）、煤炭燃燒以及其他人類活動產生的。可以肯定的是，大氣層中的硫浮質含量在過去10年中明顯增加了，主要原因是大量的小規模火山爆發。

第三個原因可能是，雖然地球依然在持續地得到熱量，但其中大部分熱量都集中在了別處而非低層大氣，而科學研究一直聚焦的卻是低層大氣。“窩藏”熱量最明顯的“元兇”就是海洋。地球表面被水覆蓋的面積超過70%，而水有著巨大的吸熱能力：讓一定體積的水升溫1℃所需的能量，是讓相同體積的空氣升溫1℃所需能量的大約3000倍。

科學家在2014年2月表示，最強勁的信風把來自全球變暖的熱量趕進海洋里，導致全球變暖暫緩。科學家解釋說，信風的劇烈加速大大促進了太平洋水循環，導致更多熱量從大氣層轉移到海面下并非很深的地方，與此同時，大量較冷的海水被帶至海面—— 這就是過去13年來全球變暖暫緩的主要原因。

觀測結果表明，自1971年以來地球所得熱能中多達94%最終都進入了海洋，另外4%被陸地和冰吸收。因此，1971年以來地球表面的所有升溫都只是由于其中2%的熱量。如果只比通常多一點的熱量進入海洋，由于水的巨大吸熱能力，這些熱量對海洋溫度只會有很小的影響，但對大氣層溫度的影響卻堪稱很大。多項研究暗示，最近海洋的確吸收了多于平常的熱量。

熱量持續在海洋與大氣層之間上下循環，這便是自然可變性的主要原因。在廣闊太平洋上發生的事件影響最大。在一次被稱作“厄爾尼諾”的現象期間，當東風讓溫暖海水蔓延到熱帶太平洋海域的大部分頂層時，如此多的熱量會進入空氣中，導致整個地球表面變暖。1998年的一次特別強烈的“厄爾尼諾現象”，正是這一年特別熱的原因。而在一次被稱作““拉尼娜現象””的相反事件中，當西風讓上涌的低溫海水蔓延到整個洋面時，熱帶太平洋吸收大量的熱量，地球表面因此降溫。最近出現了多次持續時間較長的“拉尼娜現象”，而過去至少15年中卻沒有出現哪怕一次主要的“厄爾尼諾現象”。2013年公布的一個氣候模型顯示，僅僅這一點就可能解釋全球變暖的減緩。

不過，并非所有科學家都認可上述看法。主流的觀點是，全球變暖減緩原因的大約一半是海洋，另一半是太陽和火山浮質。一些科學家指出，來自一部分國家的浮質排放量飆升，有可能促進了變暖減慢（需要指出的是，這種理論也缺乏明顯證據支持）。

盡管科學界對于全球變暖減緩的原因尚無確切定論，但全球變暖的大趨勢是不容懷疑的。測量顯示，海平面上升速度空前快，達到了年均3毫米左右，其中至少1毫米是由于升溫引起的海水膨脹，這顯示海洋正在獲得熱量。其余則源自陸地冰川的融化。

由此可見，如果按照大多數科學家的做法，以大氣、海洋和陸地的總熱量來定義全球變暖，那么全球變暖的步伐就并沒有變慢。隨著海冰繼續融化，海洋繼續吸熱，海平面繼續上升，全球變暖實際上很可能仍在加速。

地表升溫沒有過去那么快，是否意味著變暖情況沒有預想的那么糟糕？從某種程度說也許是這樣——來自太陽的熱量減少，或者更多熱量被浮質反射到太空，這些熱量一去不復返。但對于海洋吸熱而言，情況就沒那么簡單了——進入海洋的熱量中的大部分將留在海洋里，這些熱量不會讓大氣層升溫（這是好事），但它們會通過熱膨脹促使海平面上升（這不是好事），這意味著未來海洋吸熱量會減少（這是壞事）。而現在進入海洋的一部分熱量將來會重回大氣層，這將導致地面迅速升溫（這是很壞的事）。它們為什么會回歸大氣層呢？就是通過下一次“厄爾尼諾現象”。

一個大問題是：從太陽熱量輸出到“厄爾尼諾現象”，引起自然可變性的大多數因素都難以可靠地預測。那么，下一次“厄爾尼諾現象”將出現在何時呢？

有科學家認為，海洋條件中的一個被稱為“太平洋十年際振蕩”的長期性變化，正在扮演一個主要角色。由于風向的改變，這種震蕩每20到30年就逆轉一次。如果過去的行為可作為預測依據，那么它將在未來5到10年后轉換方向，屆時全球變暖步伐變慢就會結束。還有科學家認為，海洋增加吸熱或許緣于我們改變地球的方式，例如海洋上空的風速加快。從理論上說，更快速的風可能驅動更強的垂直氣流，從而把更多熱量推到深海。如果這樣，全球變暖減緩就可能再持續幾年甚至幾十年。

在過去10年中，全球變暖速度不如之前那么快，這是好消息。可是，從美國科羅拉多空前的降雨量到澳大利亞近期頻繁的熱浪和森林大火，再到臺風“海燕”，我們卻不斷看見可怕的極端天氣。自始至終，熱量一直在傾注到海洋里。所有證據都暗示，全球變暖很快就會重新加速，而這次帶來的報復會更加猛烈。2014年1月，美國宇航局科學家指出，根據預測，2014年夏天可能會出現“厄爾尼諾現象”，2014年因此可能成為很炎熱的一年。

全球變暖，天咋還這么冷？

2013～2014年冬季，全球一些地方讓人感到異乎尋常的冷。既然科學家堅信全球一直都在變暖，又怎么會出現大降溫呢？科學家最近對此解釋說，所謂的大降溫其實并未超過底線，不管有沒有人為原因的氣候變暖，地球氣候變化也一樣會有降溫升溫幅度較大的模式，這取決于地球上起作用的自然可變力量。地面氣溫每年都會變化：20世紀90年代初，菲律賓皮納圖博火山爆發，把大量硫酸鹽噴進大氣層中，其反射陽光的作用連續多年抵消了大部分人為變暖效應；1998年，厄爾尼諾現象合并人為效應，讓地球人感覺到了多年未見的酷熱。科學家指出，全球變暖并非意味著每年氣候都比上年熱，也不意味著下雪的日子會消失，但它的確意味著全球降溫趨勢不再，每個10年都比上一個10年的全球平均氣溫高。如果不有效控制溫室氣體的排放，全球變暖的趨勢就會持續下去。

全球變暖減速了多少？

現在，地球表面的平均溫度比1951年升高了超過0.5℃。在此期間，全球變暖的步伐快慢差別很大：變暖加速是在20世紀80年代，在20世紀90年代加速最快，達到每10年0.28℃，但在21世紀（至今），全球變暖的加速降至每10年0.09℃，不如之前那么快了。如果以最熱的1998年為起點，變暖減速看來更明顯——從1998年到2012年，每10年全球變暖才0.04℃。照此速度計算，到2100年，地球表面溫度將只會比1950年升高1℃，比“危險值”——2℃低得多。

以上這些估計值是英國漢德利中心基于全球地表溫度記錄推測的。然而，這一紀錄并未包括地球上變暖速度最快的地區——北極，因為在那里進行的觀測太少。根據美國宇航局基于距離北極最近的氣象站所做觀測記錄而進行的推測，從1998年到2012年，北極每10年升溫0.07℃。根據2013年11月公布的一項資料，基于人造衛星觀測數據而進行的推定是，從1998年到2012年，北極每10年的升溫幅度是0.12℃。如果后一項推測是正確的，那么變暖減緩的程度就很輕微，只是從20世紀90年代的每10年0.18℃降到了21世紀的每10年0.16℃。照此計算，到2100年的升溫幅度將超過2℃的危險線。

當然，根據人造衛星探測數據所得的推測值也不可能作為定論。人造衛星是在距離地面很遠的軌道中測量溫度的，由此推測地面溫度難度很大。但不管實際情況究竟怎樣，科學家都有足夠理由相信，全球變暖不僅會繼續，而且肯定會在下一個100年中加速變暖。

為南極量“體溫”

懷疑全球氣候變暖的人的手中還握有另一個“證據”—— 2007年，聯合國政府間氣候變化專門委員會在一份報告中下結論說：南極洲是唯一未探察到人類所致溫度變化的大陸。那么，南極真的能對全球變暖免疫嗎？在過去6年中，科學家已經找到了一些聰明的辦法來測量南極洲的溫度，從而拼湊出它的復雜氣候歷史。

南極洲是一個極端之地：它是地球上最干燥、最多風和最寒冷的地方。覆蓋南極洲的冰原平均厚度達2000米，覆蓋面積近1400萬平方千米。南極洲又是如此遙遠和如此與世隔絕。所以，直到2007年甚至更近，科學家都一直以為南極洲未受全球變暖影響。

這一年，聯合國政府間氣候變化專門委員會在其《第四份分析報告》中下結論：南極洲是唯一未探察到人類所致溫度變化的大陸。這份報告還說，與北極不同的是，南極冰并未經歷驚人的廣泛融化。一些數據甚至暗示，南極大陸正在溫和地降溫。懷疑全球氣候變暖的人立即抓住這份報告作為證據。然而，事實是，科學家當時對南極洲過去氣候的了解并不多。長期性的地面溫度記錄幾乎不存在，科學家手頭有的記錄只能回溯到20世紀40到50年代。采集這方面數據的大多數長期性研究站都位于海岸周邊，只有少數點綴于廣大的南極洲內部，這樣采集到的數據顯然有失合理。

然而，過去6年來，科學家已經找到了一些聰明的辦法來測量南極洲的溫度，從而拼湊出它的復雜氣候歷史。這方面的工作告訴我們，不管是自然還是人為導致，南極洲的氣候改變都清楚地表明：南極大陸并非像我們一度認為的那樣孤立，事實上，南極洲的一些地方是地球上變暖最快的地方。這些變暖趨勢如果持續下去，南極洲會發生什么對于世界其余部分將有著十分重要的意義。南極冰原儲藏著地球上大約70%的淡水，如果它全部融化并且排入海洋，那么全球海面將上升超過60米，足以淹沒紐約市、倫敦、哥本哈根、曼谷、佛羅里達的全部、荷蘭的大部分、孟加拉國以及其他許多的海岸和島嶼地區。幸運的是，科學家并未預測近期就會出現大面積的冰原消失。

著眼于未來，我們需要知道到底有多少冰會融化以及海平面上升的速度有多快。而要想對這些問題做出相對準確的估計，南極洲是最大的未知數。

南極洲和北極之間的地理差異，有助于解釋為什么容易在北極觀察到氣候改變的跡象。北極天然比南極洲溫暖，例如格陵蘭就位于比南極洲低的緯度，所以格陵蘭融冰所需的暖化程度也要低一些。因此，上升的北極溫度已經引起驚人的變化。2012年夏季，格陵蘭97%的冰原都經歷了某種程度的表面融化。

另一個不同在于，南極洲是被海洋包圍的一大片陸地，而北極是被陸地包圍的海洋。北極融冰的大部分是海冰，或者說冰凍的海水。當海冰融化時，海面不會發生變化，因為冰原本就在海里，其融化不會改變海洋的體積。然而，消失的海冰卻一定會造成更多的變暖。隨著白色的冰變薄而顯露出下面暗色的海洋，北極會吸收更多的太陽輻射，從而導致更嚴重的暖化，最終造成更多的冰融化。

北極研究起來也相對簡單。與前往南極洲相比，前往北極易如反掌。另外，北極有人居住，難怪科學家對北極氣候的觀測歷史長得多，其中包括從居住于此地數千年的當地人那里得到的信息。相對于北極科學研究而言，南極洲科研至少落后10年。不過，致力于研究南極洲的科學家已開始迎頭趕上。

面積幾乎是澳大利亞兩倍的南極洲被分成三個地區：東部、西部和南極半島。南極洲東部面積占整個南極大陸的2/3，它還與印度洋和大西洋接壤。由于海拔高于南極洲的其余部分，這片區域就像是一座巨型平頂山。科學家迄今為止還未在這里發現明顯的變暖。南極洲東部的陡峭海岸線阻擋了來自北方的暖空氣，而環繞南極大陸吹的西風看來也在阻止暖氣滲透進南極洲東部。

被南極洲橫貫山脈與南極洲東部分隔開的南極洲西部緊靠太平洋，該地區大部分位于海平面以下。在南極洲觀測到的變暖就發生在這里以及多山的南極半島。

南極半島是南極洲的最北部分，從南極洲西部伸出，就像一條尾巴指向南美洲。南極半島是有關變暖可能已到達南極洲的最早線索的發現地。在2002年的35天里，面積比美國羅德島州還大的一塊浮冰從海岸脫離，碎裂成無數冰山。人造衛星跟蹤拍攝的圖像表明，拉森B冰架的這次斷裂是30年來南極洲最大的冰塌。科學家認為這次冰塌的原因是表面冰的融化，冰塌導致一大塊冰原或冰川漂到了海上。表面冰的融化所形成的一灘灘水很可能穿透了冰中的裂縫，激發了更多冰融，水的重量激化了冰架斷裂。

來自南極半島其他地方的數據支持了科學家們的結論。自20世紀50年代以來，南極半島一些地方的平均溫度上升幾乎達3℃。可是，許多科學家仍然堅持認為這片地區是一個例外（的確，從地圖上看，人們很容易認為南極洲東部和西部是連成一體的，而南極半島則孤身在外）。

2009年，有科學家報告說，自1957年以來，南極洲總體每10年升溫大約0.12℃。自20世紀80年代以來，人造衛星一直在凝視南極，遙測整個南極洲的溫度。但是，科學家缺乏之前的衛星遙測數據，于是，這些科學家找到了一種方法來彌補長期觀測記錄的匱乏。他們通過比較衛星遙測數據和由數十個氣象站采集的同時期地面測量數據，開發了一個數學模型，然后運用這個模型，以及來自20世紀50年代以來的地面觀測數據，推斷出同時期人造衛星觀測數據。結果令人驚訝：南極洲西部和南極半島一起在變暖——自20世紀50年代晚期以來，每10年的升溫幅度達0.17℃。運用其他方法進行的研究也支持這個結果，盡管不同方法得出的升溫水平有所差別。

最近，又有科學家利用彼爾德氣象站在過去50年里用不同方法采集的溫度數據進行計算，結果得出：南極洲西部升溫幅度幾乎是上述結果的三倍。彼爾德氣象站位于南極冰原頂部附近一個平坦的暴露區域，這里的天氣能夠代表南極洲西部一大片區域的天氣。科學家最終估算出：從1958年到2010年，南極洲西部每10年的升溫幅度達0.47℃。這意味著，不管是南極洲西部還是南極半島，都是地球上變暖最快的地方（同一時期，全球每10年的平均升溫幅度才只有0.13℃）。

南極洲西部變暖在夏季影響最大，因為如果變暖持續，夏季氣溫有可能升至結冰點以上，屆時南極洲西部將加速融化，從而對冰原帶來威脅。

由于只有五六十年的數據，科學家還無法確定目前的溫度變化趨勢究竟是人類活動的結果還是自然氣候模式的結果。為了澄清這種局面，極地科學家已經找到辦法來回溯從前——尋找鎖閉在南極洲冰中的線索。隨著一層又一層的雪隨著時間而壓縮變成冰，冰原不斷生長。冰層的化學成分以及鎖閉在冰層中的氣泡，記錄著它們形成時期的氣候信息。因此，科學家的辦法是：從冰原中鉆取長長的冰柱（也稱冰芯），分析成千上萬年來溫度的變化情況。

2008年，科學家從南極半島西北端之外的詹姆斯·羅斯島鉆出了一根冰芯。這根364米長的冰柱記錄著從50000年前開始的氣候歷史。科學家在2012年9月報告說，從這根冰芯可以看出，在9200年前～2500年前的一個很長的時期內，南極洲的溫度和今天一樣高。然而，升溫速度從20世紀起開始增加。在過去100年中，南極半島的平均溫度飆升近1.6℃；在過去50年中，這一速度上升到每100年2.6℃。這些都是南極半島已知最快的升溫幅度。如果繼續以這種步伐變暖，溫度將超過結束于2500年前的上一個最暖化期。

在一項相關研究中，科學家考慮了變暖的影響。通過分析融冰層（融化后又重新凍結的冰層）在夏季的融化趨勢，科學家發現南極半島現在的融化速度之快是至少過去1000年都無以倫比的。在溫度上升的同時，過去50年來的融冰速度加速尤其快。科學家還在南極洲西部提取了冰芯。與在南極半島上一樣，現在的南極洲西部溫度與過去2000多年來相比也異常高。不過，正如在詹姆斯·羅斯島提取的冰芯所反映的情況一樣，目前的溫度尚未超過自然變化范圍的上限。

一些科學家指出，南極洲溫度還未超過自然變動范圍上限這個事實意味著，要想斷言這些改變是不是由人類活動驅動的，還為時尚早。另一些科學家則不這么看。他們指出，由于全球溫度同時被推升至甚至超過了自然變動范圍，因此南極洲也不可能幸免于人類活動所帶來的氣候變化影響。但是，這并非意味著人類活動是強迫塑造南極洲氣候的唯一或者最大的動因。真正重要的問題是：人類活動究竟造成了什么影響？與其他因素相比，人類這個推手的力量到底有多大？目前，科學家正在快馬加鞭地研究這些疑問。

在過去幾年中，科學家已經辨識了南極洲變暖的多個動因。其中，最驚人的影響因子是熱帶。通過統計分析和氣候模擬，科學家把南極洲西部的升溫與太平洋中部熱帶地區相對于附近海洋區域的異常暖化聯系了起來。當海面受熱，暖空氣上升，上空的大氣活動就增加。這種大氣的改變會嚴重影響循環模式，導致更多熱量被運輸至南極洲西部附近的南太平洋。這意味著南極洲西部的命運取決于熱帶太平洋怎樣應對全球變暖。不幸的是，海洋氣候的未來與南極洲的未來同樣模糊不清。隨著全球溫度繼續攀升，太平洋中部熱帶可能會、也可能不會保持相對于其他熱帶地區的變暖，這種不確定性意味著全球性改變的不確定性。不過，科學家傾向于認為南極洲西部變暖的趨勢未來仍將持續。

如果上述預測無誤，那么南極半島部分地區也將繼續暖化。南極半島西側面朝太平洋，那里的冬季、秋季和春季的溫度看來也由熱帶太平洋的變化所主宰。然而，南極半島東面的夏季升溫可能是另一個“猛獸”。強勁的西風看來會把暖空氣推至南極半島東面。隨著暖空氣下沉，它會加熱地面，這一過程很可能正是導致拉森B冰架災難性坍塌的原因。

科學家已經確定，夏季的強勁西風現象與人類活動有關。南極洲上空臭氧層的季節性消耗，以及在較小程度上溫室氣體的流入，都降低了南極上空相對于中緯度地區的大氣壓，而這加大了西風的風力，讓它們遷移到更遠的南方直到南極。隨著全球對破壞臭氧層的含氯氟烴排放的限制，科學家期望臭氧層將在21世紀得到恢復。這種恢復可能弱化風力，阻止南極半島的暖化，但前提是溫室氣體的增加能彌補臭氧洞的消失。這兩個因素到底誰最后會占上風，決定著南極洲的未來。

這種不確定性也延伸到了南極洲東部，西風在那里有著截然不同的影響。這里的西風充當著屏障來阻擋暖空氣。但在過去10年內，科學家發現南極洲東部溫度與環繞南極大陸的風之間有一種意料之外的關系。在2000年以前，當南極洲東部上空大氣壓相對于中緯度較低、西風被加強時，溫度保持較低。而在21世紀頭一個10年中的大多數時間，盡管西風強勁，南極洲東部夏秋季節卻在升溫。科學家懷疑是某種類型的自然氣候動因在導致這種逆轉。對未來的更好的預測，將依賴于查明這種動因的來源以及它怎樣與人類活動互動以影響該地區的溫度。

極地科學家擔憂，如果變暖趨勢在南極洲西部和南極半島持續下去，南極大陸很可能會有更多的冰像拉森B冰架一樣分裂。環繞南極大陸的冰架像大壩一樣保持著南極洲冰原的位置，一旦它們破裂，來自南極大陸內部的冰川就可能涌入海洋，抬高海平面。

冰架頂部的融化還不是唯一令人擔心的問題。據估計，在過去幾十年內，南極洲周圍海洋的暖化速度是全球平均數的兩倍。因此，科學家擔憂更暖的海水會從下面融化冰架。科學家在2013年6月報告說，這種現象的確正在發生：從2003年到2008年，南極洲冰架損失中超過一半是由海洋變暖造成的。其中最多的融化發生于南極洲西部和南極半島，但南極洲東部也有發生。

科學家還擔憂氣候改變會干擾海洋存儲二氧化碳的能力。南極洲周圍的海洋浸透著全球海洋中由人類活動帶來的碳中的大約40%，其中大部分被運輸到深海，并能在那里保持靜止幾百年。2013年初，科學家記錄到環繞南極大陸的強風造成南部海洋一些地區的深層水上升到海面的速度加快，這引起了科學家對被隔絕的碳獲得釋放的擔憂。科學家的另一個擔憂是，強風會破壞南極洲的洋流，這些洋流會把熱量循環至世界其余部分。

雖然科學家尚未能提供南極洲氣候預測的細節，但科學家們的這些工作的確揭示了這塊遙遠大陸并非像我們曾經以為的那樣與世隔絕，而是和世界每個角落都息息相關。