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方玄昌:地球气候变化的历程在诸多方面像拉尼娜年

编辑:生活网      来源:生活网      拉尼娜现象   地球质量   全球气候变化   科学   海水温度

2023-07-08 13:15:28 

作者|方选昌

科普作家

7月初,全球平均气温已连续3天创历史新高。 缅因大学气候再分析仪显示的数据显示,7月3日全球平均气温达到17.01℃,成为“全球最热的一天”。 再次刷新全球平均气温记录。

与此同时,持续高温天气袭击我国。 据中央气象台数据显示,7月6日至10日,华北黄淮地区部分地区最高气温将超过40℃。事实上,今年6月以来,华北、黄淮地区已遭遇5轮高温天气。高温天气(日最高气温达35℃以上),京津冀多地气温屡破历史极值。

气象学家推测,当前全球高温天气是厄尔尼诺现象和全球变暖共同作用的结果,而厄尔尼诺的威力尚未达到顶峰。 2023 年可能是有记录以来最热的一年。

地球正在变得越来越热,这是事实。 有记录以来最热的十年几乎全部发生在 2000 年之后; 更为严峻的是,这份“榜单”现在几乎每年都会刷新,这意味着每年新的一年都有很大概率取代往年,进入高温年记录。

2020年是气象记录史上第二热的一年,仅次于2016年; 2021年将会出现拉尼娜现象,气温应该较低,但仍然在最热年份排名中排名第六,成为有记录以来最热的拉尼娜年份。

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从很多方面来说,地球气候变化的过程有点像癌症:早期没有任何症状,当症状出现时,已经是晚期了。 不同的是,癌细胞是自我放大的,而气候“癌细胞”——二氧化碳等额外的温室气体——是人类强行“注入”到大气中的。

气候变化的“症状”具有严重的滞后性

要了解我们面临的情况的严重性,有必要了解地球在过去两百年中经历了什么。 最重要的变化之一无疑是二氧化碳的增加。

科学家通过分析冰芯、黄土和岩层,检测到古代大气中二氧化碳浓度的变化。 工业革命之前,地球大气中二氧化碳的浓度在短时间尺度上是稳定的,而在长时间尺度上(以百万年为单位),其波动基本在180到1PPM(百万分之一)之间,工业革命前夕的二氧化碳浓度如下。 那时,二氧化碳进出大气的循环处于自然平衡状态。

工业革命后,人类开始大量燃烧石油、煤炭和天然气。 如今,大气中二氧化碳的浓度已超过40%。

然而,大气中新增的二氧化碳还远未达到人类燃烧化石能源释放的二氧化碳总量。 这是因为,当大气中二氧化碳浓度上升时,地球生物圈、水圈等系统会迅速做出反应,植物的光合作用会增强,加速二氧化碳的吸收; 更多的二氧化碳将被海水吸收和溶解。 只有一小部分二氧化碳留在大气中。

从长远来看,植物(包括海洋中的藻类)固定二氧化碳的作用微乎其微。 这是因为植物吸收的二氧化碳只能以生物体的形式暂时固定,一旦生物体死亡、腐烂或燃烧,二氧化碳就会再次释放出来。 此外,生物体被微生物分解时,还会产生更高效的温室气体,如甲烷。 海水溶解和吸收二氧化碳的效率极高,但付出的代价是海水酸化。 海水酸化导致珊瑚死亡,进一步影响整个海洋生命链,这已经是老生常谈了。

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海水对二氧化碳的高效吸收虽然大大延缓了大气二氧化碳浓度的上升,但其吸收能力并不是无限的。 海水酸度与大气二氧化碳浓度之间存在动态平衡。 高酸度的海水对应高浓度的二氧化碳浓度。 等于或低于这个浓度值,相应酸度的海水就不能继续吸收大气中的二氧化碳。

这就是工业革命后大气二氧化碳浓度缓慢上升的机制。 与此同时,海水慢慢吸收热量。 两者结合的结果是,地球大气层温度的上升速度大大减缓。 然而,它将继续上升。

另一方面,地球天气本来就复杂多变,这使得全球变暖导致的极端天气事件的增加和加剧难以察觉——就像一个人如果一直感冒发烧,可能会被掩盖更严重的病。

这一切决定了气候变化“症状”的出现,具有严重的滞后效应。 事实上,大约在上世纪中叶,科学界就已经意识到地球大气层正在发生的变化,但当时气温的上升及其引发的连锁反应并不明显。 因此,这一严重问题未能尽快引起全人类的共同关注。 从而耽误了早期“治疗”。

高峰越高,情况越糟糕

工业革命后不久,人类获得了全面测量和比较地表空气温度的能力。 自 1850 年科学家开始有效记录气温以来,全球平均气温已上升约 1.1°C。

这种看似低温的变化,却引发了自然环境的恶性反馈,就像气候“癌细胞”的转移和扩散一样。

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首先是高温引发更多的森林山火,让原本被森林固定的大量二氧化碳重新释放进入大气。

更严重的是,随着地球两极升温,极地永久冻土层逐渐融化,原本封存在其中的数亿吨甲烷被释放出来。 要知道,单位质量甲烷的温室效应大约是二氧化碳的21倍。

然而,这并不是全球变暖带来的最严重的反馈。

随着大气变暖,海水吸收大气中额外的热量后也会升温,从而导致更多的水蒸气(也是一种温室气体)进入大气,其造成气候变化的原因仅次于二氧化碳,占30%。 % 分享。 此外,科学家们还担心另一个恶性反馈渠道,那就是海底大量储存的可燃冰(主要是甲烷)未来会因海水温度进一步升高而释放出来。

稍微有点医学知识的人都知道,对于癌症来说,治疗越早,见效越快,费用越低,预后也越好。 遏制气候变化也是如此。

遗憾的是,“医生”已经做出了明确的诊断,并制定了具体的手术方案; 但“患者”和“家属”却无法达成共识,有的逃避治疗,否认癌症的存在; 太贵了,他们不想花这个钱; 有些人认为保守治疗就足够了,不接受医生认为唯一可行的手术方案。

本文无意讨论各国政府之间就气候变化解决方案进行的激烈谈判。 它只是想告诉公众一个事实:人类已经没有时间等待了。

手术进行的每一个小时,我们的成本都成倍增加。

按照地球各方更能接受的计划,人类应该在本世纪中叶之前实现碳中和(二氧化碳排放量等于回收固定的二氧化碳,二氧化碳排放量为零)。 今天大多数人都会活着看到那一天的到来。

我们乐观一点,假设这个计划成功实现,是不是意味着到时候气候问题就能得到解决呢?

不。 零碳排放、降低大气二氧化碳浓度、全球气温下降、解决气候问题是四个阶段的四个问题。

因为人类实现零碳排放后,大气中二氧化碳的浓度不会立即下降。 如上所述,大气中二氧化碳的循环将恢复到动态平衡。 其他温室气体,如甲烷和水蒸气,可能会在一段时间内继续增加。 现阶段,地球温度仍将处于较高水平,甚至持续上升。

在碳中和之前,人类要经历碳达峰阶段(二氧化碳年排放量达到最大值)。 这里是重点:二氧化碳的峰值决定了我们在“高温”结束时会面临什么样的场景。 山峰越高,情况就越惨烈。

人们今天能做的就是尽可能减少碳排放,发展清洁能源技术,让碳峰值提前一天到来,并让这个峰值尽可能小——这是减缓“进程”的唯一途径。气候癌症,降低治疗难度。

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整个系统的逆转需要很长时间,包括海洋酸度的下降。 要深刻理解这一点,我们需要明白一个道理:我们释放到大气和海洋中的二氧化碳来自于生物和地质亿万年共同作用形成的化石能源。 他们将重返岩石圈,也将经历一段漫长的路。

因此,科学家们正在寻找收集、捕获和储存二氧化碳的方法,期望用人工手段代替自然力,更快地完成这一过程。 但其难度和成本可想而知。

2021年6月生活网资讯,政府间气候变化专门委员会(IPCC)的一份报告草稿被泄露。 这份长达4000页的草案的关键信息可以用一句话来诠释:地球气候实际上已经过了临界点,灾难难以克服。 避免。

无论对话背景如何,《让子弹飞》中的一句话准确地描述了当今人类在气候变化问题上面临的困境:

“算了!”

“摔碎了吗?”

“砸了!”

“我怎么感觉这才刚刚开始!”

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