與地球歷史上的早期變化相比,當前的氣候變化異常嗎?
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相較之下,全球平均溫度的較大變化需要某種全球強迫(如溫室氣體濃度的改變或太陽活動)。
第三,必須區分時間尺度。
與1百年的時間尺度相比,幾百萬年的氣候變化可能要大得多 ...
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知識與天文
氣候變遷問答
與地球歷史上的早期變化相比,當前的氣候變化異常嗎?
與地球歷史上的早期變化相比,當前的氣候變化異常嗎?
氣候在整個地球歷史中和所有時間尺度上一直在變化。
當前的氣候變化在某些方面並非異常,但在另外一些方面則屬異常。
與過去50多萬年相比,大氣中CO2的濃度目前已經達到創記錄的高值,並且還在以異常快的速度繼續這種趨勢。
至少過去5百年、甚至可能超過1千年相比,目前的全球溫度是偏暖的。
如果這種變暖持續下去,所引起的本世紀氣候變化,用地質術語來說將是極端異常的。
當前氣候變化的另一個異常方面是它的成因:過去的氣候變化源於自然原因(參見氣候變遷問答6.1),而過去50年的大部分變暖是因人類活動所致。
在對當前的氣候變化和早期的自然變化進行比較時,必須區分3點不同。
首先,必須明確是在對哪些變數進行比較:是溫室氣體濃度,或者溫度(或者其他氣候參數),是它們的絕對值,還是其變化速率?其次,切勿把局地變化同全球變化相混淆。
局地氣候變化通常比全球氣候變化大得多,因為局地因素(如海洋或大氣環流的變化)能夠把熱量和水氣從一個地點轉移輸送到另一個地點,局地反饋會產生影響(如海冰反饋)。
相較之下,全球平均溫度的較大變化需要某種全球強迫(如溫室氣體濃度的改變或太陽活動)。
第三,必須區分時間尺度。
與1百年的時間尺度相比,幾百萬年的氣候變化可能要大得多,並且有不同的成因(如大陸漂移)。
當前關注氣候變化的主要原因是大氣二氧化碳(CO2)(和其他一些溫室氣體)濃度的增加,這種增加在第4紀(過去約2百萬年)中是十分罕見的。
過去65萬年間的CO2濃度是從南極冰芯準確獲知的。
在這段時期內,CO2濃度在冷冰川期的低值180ppm和暖間冰期的高值300ppm之間變化。
在過去一個多世紀裏,濃度值快速增加而大大超出了這一範圍,現在為379ppm。
相較之下,在上一個冰期結束時,CO2濃度約80ppm的上升花費了5千多年的時間。
高於當前值的濃度值僅在幾百萬年以前出現過(參見氣候變遷問答6.1)。
溫度是一個比CO2(全球充分混合氣體)更難重建的變數,因為它在全球各個地方的意義不盡相同,因此單一的記錄(如冰芯)只具有有限的價值。
局地溫度的變化,即便是短短幾十年的變化,都可能達到幾攝氏度,這遠遠大於過去一個世紀中約0.7℃的全球變暖信號。
大尺度(全球或半球)平均分析對於全球變化更有意義,在這種尺度下,大部分局地變化達到平均值,變異較小。
有足夠覆蓋範圍的儀器記錄僅能追溯約150年。
在時間上做進一步追溯,對來自樹木年輪、冰芯等代用資料進行彙編使得追溯時間超過1千年,其空間覆蓋有所減少。
儘管在那些重建結果中存在差異,以及存在明顯的不確定性,但所有已發表的重建結果顯示,中世紀時期的溫度是溫暖的,17、18和19世紀降冷到低值,此後迅速變暖。
中世紀的溫暖水準是無法確定的,但在20世紀中期可能再次達到了這一水準,只是從那時起才有可能超過這一水準。
這些結論也得到氣候模擬的支持。
在2千多年以前,溫度變化沒有被系統地彙編成大尺度的平均值,但它們也並未提供追溯到全新世(過去近11600年)的比當前全球年平均溫度偏暖的證據。
有強烈的跡象顯示,直到約3百萬年以前,一直盛行著偏暖的氣候,使得全球冰原大大縮減,海平面更高。
因此,目前的變暖從過去幾千年的時間範圍內看似乎是異常的,但站在更長的時間尺度上看則並非異常,在這種尺度上,構造活動的變化(可能由溫室氣候濃度自然、緩慢的變化所驅動)變得有關係了。
一個不同的問題是目前的變暖速率。
代用資料中記錄的全球氣候變化是否較快?過去1百萬年間最大的溫度變化發生冰川期,在這段時期,全球平均溫度從冰期的4℃變化為暖間冰期的7℃(局部變化要大得多,如在大陸冰原附近)。
然而,資料顯示冰期結束時的全球變暖是一個漸進的過程,歷時近5千年。
因此很明顯,根據以往的變化,目前全球氣候變化的速率要快得多,且十分異常。
經常討論的冰期氣候突變絕不是反例,因為這種突變大概是由海洋的熱量輸送所至,它們不太可能影響到全球的平均溫度。
進一步沿時間追溯到冰芯資料以前的時代,沉積物和其他檔案資料的時間解析度分辨不出當前這樣快速的變暖。
因此,儘管過去發生過較大的氣候變化,但沒有證據顯示這些變化是以比當前氣候變暖更快的速率發生的。
如果認識到對本世紀變暖的預估約為5°C(範圍的上限),則地球將如其在上一個冰期結束時那樣,可能經歷相同大小的全球平均增溫;沒有證據顯示過去5千萬年時間裏的任何全球增溫能比得上這一未來可能的全球變化速率。
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