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篮球世界杯冠军竞猜人祸 “孕育”“哈维”

人祸 “孕育”“哈维” 温室气体延长了产生飓风的海洋循环

作者:任芳言 来源: 中国科学报 发布时间:2019/5/30 10:04:24 选择字号:小 中 大 百年气候变化 人类难辞其咎

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一个世纪之前,欧美发展工业产生的烟尘导致了北极变暖。图片来源:GETTY IMAGES

飓风“哈维”登陆美国得州沿海地区。图片来源:NASA/NOAA

虽然20世纪以来,工业和建筑业发展一直在增加大气中的温室气体,不过全球的温度变化经历了一个来回波动的过程从1915年起飙升了30年,又在20世纪50年代之后稳定了20多年,之后又开始攀升。数十年来,科学家将这些波动归结为地球内部的变化,特别是一种准周期性的温度波动现象:大西洋多年代际震荡,被人们视作气候的起搏器,特点是持续一个较长周期的海洋温度变化。但现在,人们越发质疑这个起搏器的称呼是否恰如其分。

四级飓风“哈维”8月25日晚在美国得克萨斯州南部沿海地区登陆:此次飓风被认为是自2005年以来全美遭遇的最强飓风,风速可达每小时208公里。飓风登陆前,休斯敦市区就已大雨如注。

英国牛津大学的气候科学家Karsten Haustein等人本月发表了一项研究,指出全球气候的波动可能与AMO并无直接关联。在排除雾霾等因素对陆地和海洋的影响以及温度记录中的缺陷后,Haustein和同事发现温室气体和大气污染才是20世纪气候变化的主要原因。他表示,AMO不太可能形成人类未知的周期性,这意味着未来由人类活动造成的气候变暖也不会因为AMO而抵消。

而且,研究人员预计,飓风经过区域的几条河流有可能出现历史最高水位。截至8月31日,“哈维”造成大量灾民流离失所,超过30人死亡,受灾人数超过600万。

也有研究者认为,Haustein等人低估了AMO的作用,尽管有时它在全球范围内的作用并不像想象得那么大,美国科罗拉多州国家大气研究中心的气候科学家Kevin Trenberth指出。

作为本季度的第三次飓风,“哈维”也有力支持了美国国家海洋和大气管理局的预测:即2017年将是大西洋风暴高于平均水平的一年。据报道,NOAA在5月就宣布预计2017年飓风季节大西洋海盆异常活跃,可能形成5场到9场飓风。

AMO是指研究者观测到北大西洋的海面温度会从异常温暖变为寒冷,并在20年至60年后再逐步回升的过程,古代的气候变化也似乎有类似的波动。研究人员推测,大西洋洋流输送带的周期性变化是这一现象产生的原因。爱丁堡大学的统计气候学家Gabriele Hegerl表示,为什么会产生这样的周期性变化,并且有降温和升温的过程,这些都还没有人能解释清楚。而且证明这一周期性现象的证据正在慢慢消失,这是更加难以防止的。

几十年来,北大西洋表面温度持续变高,出现了强大但神秘的长期循环流,这推动飓风数量一直增加。该环流被称为北大西洋年代际振荡,每20~60年出现冷暖交替变化,在改变北大西洋海面温度的同时也“孕育”了飓风。

2012年,英国气象局哈德莱中心的气候科学家Ben Booth曾在《自然》上撰文,开始了对AMO这一现象的怀疑。上世纪50年代,大气层的污染、雾霾或气溶胶开始增厚,这可能会直接影响到海洋的温度升降,而不需要借助AMO。一些此前发表的独立研究模型也获得了类似结果。

自1995年开始,AMO一直处于温暖阶段,但研究人员不确定其会在何地“调头”。通常,AMO被认为是在洋流中自然移动,但也有人认为它应当在近期转换进入较冷的阶段。

而且,大多数全球气候模型都无法复原AMO带来的气候波动,除非研究者考虑到化石燃料燃烧产生的烟尘和硫酸盐等污染物带来的影响。美国迈阿密大学的气候科学家Amy Clement表示。

但气象学家指出,AMO周期可能遭到了人为温室气体排放的干扰,进而促成了飓风产生。

现在似乎有理由认为,人类活动以及火山喷出的气溶胶是整个20世纪气候变化的最主要原因。Haustein与合作者调整了一个相对简单的气候模型,用来解释这样一个事实:大多数污染来自陆地,并且陆地比海洋以更快的速度加热和冷却,而北半球的土地比例更高。他们更倾向于支持火山爆发带来的冷却效应导致了气温波动。Booth没有参与Haustein等人的研究工作,但他对这一说法表示赞同:我们已经知道气候模型对火山爆发有很强烈的反应。

“理解相关机制十分重要。”新泽西州NOAA地球物理流体动力学实验室海洋学家Rong Zhang说。

Haustein等人还对全球温度记录进行了调整,因为海洋温度的测量方式也要被考虑在内。在第二次世界大战期间,英国测量海水温度的方法是在水桶中测量,而美国则是测量水通过船舶进水阀的读数,前者比后者普遍要高。Haustein等人发现,即便人们试图修正这种误差,但结果还是不尽如人意。因此,他们利用海岸线和岛屿气象站的数据进行纠正。为了在建立的气候模型中输入正确的温度记录,该团队使用了为下一次联合国气候报告专门提供的温室气体和气溶胶数据记录,包括历史上火山爆发、太阳周期和太平洋厄尔尼诺现象的记录。

研究人员在测量过去150年的海洋温度时首次发现了AMO。但由AMO影响的树木年轮和其他气候记录,显示了几个世纪以来气温变化的证据。AMO在气候体系中的变化影响了欧洲降水量、亚马逊地区干旱和大西洋飓风。

研究人员将模拟气候与调整后的温度记录进行比较,发现多年代际变化只能解释其中的7%,反倒是来自工业的烟灰是导致20世纪初气候变暖的主要元凶。这些烟尘飘到北极,让雪的颜色变暗并吸收更多的阳光。二战后,来自发电厂的硫酸盐雾霾增加,这一成分具有反光的效果,阻止了温室气体上升引起的潜在变暖,而20世纪70年代开始控制污染,让升温进一步加速。

其中,温暖的AMO使热带大西洋变暖,并加剧了西非的季风。拉尼娜等降低了垂直风切变,有利于热带风暴系统的生成。这也能加快进入热带大西洋飓风“温床”的低压系统自转。

Booth表示,这是一个令人信服的说法,但如果研究团队采用其他合理的关于气溶胶影响气候的假设,情况可能大不相同。Trenberth认为该团队对温度记录的修正让气候模型更好和不确定记录相匹配。实际记录的确存在相当大的摆动空间。他表示。

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