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作者:泉琳綜合報道 來源: 發(fā)布時間:2015-7-30 18:5:16
從未“失蹤”的地球熱量

 
假如失蹤的熱量自始至終存在著,將會怎樣?
 
熱量未失蹤
 
2013年,政府間氣候變化專門委員會(IPCC)標記了一個奇怪的現(xiàn)象:在過去幾十年里收集的大氣溫度數(shù)據(jù)表明,從1998年前后,全球變暖已經(jīng)開始減速了。全球變暖懷疑論者對此表示歡呼,而科學家們則深入研究全球氣候系統(tǒng),試圖尋找出這些失蹤的熱量。
 
但是一項新的分析表明,真正的罪魁禍首是數(shù)據(jù)本身。
 
該發(fā)現(xiàn)是基于對美國國家海洋與大氣管理局(NOAA)運作的全球溫度記錄進行的一次修正。而NOAA數(shù)據(jù)集的前一個版本則顯示在新世紀的前十年中全球變暖有所減緩。
 
新研究的作者表示,當科研人員對各種來源數(shù)據(jù)的偏差進行修正后發(fā)現(xiàn),所謂的“全球變暖暫停”消失了,而事實情況是——他們認為,全球變暖可能正在加速。
 
這一結論的出現(xiàn)并未讓科學家感到吃驚。因為他們一直認為“暫停”一詞不妥。“一直沒有暫;蛑袛噙^。”賓夕法尼亞州立大學氣候學家Michael Mann說道,他更喜歡用“暫時放緩”這個詞來表述。
 
但是,自20世紀90年代后期,他和其他人也曾經(jīng)認為有些事情發(fā)生了變化:也許太平洋和大西洋的深水海洋儲存了更多的熱量,也或者是火山爆發(fā)及其產(chǎn)生的污染籠罩了地球并抵消了氣候變暖的趨勢。更重要的是,他們指出,1998年是一個極端強(熱)的厄爾尼諾年——這對于確定后續(xù)氣候變化趨勢而言并不是一個理想的起點。
 
“搗鬼”的數(shù)據(jù)
 
但是,采用各種技術從陸地和海洋收集到溫度數(shù)據(jù)本身,也是一個令人擔憂的來源,美國北卡羅來納州阿什維爾市NOAA下屬國家氣候數(shù)據(jù)中心主任、近期發(fā)表在《科學》雜志上的這項新研究的第一作者Thomas Karl表示。多年來,氣候科學家們一直在努力糾正數(shù)據(jù)的偏差。“這是一個持續(xù)的活動。”Karl說。
 
針對海洋表面溫度(SST)創(chuàng)建一個單獨的、自洽的、長期的記錄已經(jīng)被證明是非常棘手的。在過去的兩個世紀中,海洋溫度的測量主要是通過船舶來進行,用測量掛在船體兩邊測量桶中海水的溫度來實現(xiàn)。
 
不同的測量船隊采用不同的測量技術,并且隨著時間的推移出現(xiàn)了各種不同類型的測量桶——最早的測量桶是木制的,然后改用專門設計的帆布桶。最終,測量桶讓位給采用船舶發(fā)動機冷卻水的進水測量方法。到20世紀末,其又被更精確的浮標測量取而代之。
 
不過,即便是同一地點,船舶記錄的海洋溫度也要比浮標記錄略微溫暖一些。對于這一點科學家們早已知曉。
 
另外,由于在陸地建造的觀測站并不是均勻覆蓋的,特別是亞洲、南美和非洲等地區(qū)很少有觀測站,于是人們在這些地區(qū)建造了數(shù)千個新的觀測站以便收集數(shù)據(jù)。在過去的五年里,這些地區(qū)已經(jīng)積累了大量新數(shù)據(jù),并作為由美國國家氣候資料中心(NCDC)和英國Hadley中心牽頭的“國際地表溫度項目”(International Surface Temperature Initiative,ISTI)的一部分。該項目去年剛剛發(fā)布了第一份報告。因此,整合新舊數(shù)據(jù)也是一個巨大的挑戰(zhàn)。
 
在這項新研究中,Karl的研究小組整合了這些新添加的地表溫度數(shù)據(jù),糾正了商業(yè)船舶的溫度數(shù)據(jù)以及船舶對航標的校準。該研究小組估計,在1998~2012年期間,全球變暖是以每十年0.086℃的速度在增長,這一速度比IPCC之前估計的(每十年增加0.039℃)要快兩倍還要多。
 
研究人員指出,這一新的估計非常接近1950~1999年的增長率,即每十年增加0.113℃。最新的分析表明,2000~2014年間,每十年的增長速度為0.116℃——略高于20世紀的增長率。“正如你所看到的,氣候變暖暫時放緩不過是海市蜃樓。”Karl說。
 
當然,這還沒有包括北極變暖這一現(xiàn)象。
 
北極地區(qū)的“缺位”
 
衛(wèi)星數(shù)據(jù)、氣候模型和海冰收縮均已顯示出北極地區(qū)是全球氣候變暖最快的地區(qū)之一,其變暖速度是地球其他區(qū)域的兩倍。
 
然而,2014年,英國皇家氣象學會季刊上的一項研究強調(diào)指出,北極地區(qū)的溫度數(shù)據(jù)是稀缺的:英國名為HadCRUT的數(shù)據(jù)集在運算全球平均氣溫趨勢時忽略了這些數(shù)據(jù)缺失地區(qū);而美國宇航局(NASA)使用它們的優(yōu)勢數(shù)據(jù)推測這些地區(qū)的溫度。因此,特別是從1997年以來,全球氣候趨勢中出現(xiàn)了“變冷”的假象。
 
“1998年之后的一段時期,確實很嚴峻,部分原因是北極變暖,另一部分是由于SST測量的改變。”英國約克大學計算科學家Kevin Cowtan說,他也是2014年這項研究的合作者。“事實上,它引起的問題完全是可以理解的。”
 
如何填補這些數(shù)據(jù)空白?Cowtan及其合作者采用了一種名為克里格法的方法與缺失地區(qū)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)相結合?死锔穹芡ㄟ^檢測附近氣象站的數(shù)據(jù),從而計算缺失數(shù)據(jù)。然后,他們將自己的插值法技術與NASA及Hadley方法進行了比較,系統(tǒng)地移除已知數(shù)據(jù),并使用3種技術中的每一種技術重建數(shù)據(jù)集。
 
“當填上這些空白后,你會發(fā)現(xiàn)近年來溫度在上升,并且在1998年前后出現(xiàn)下降。”Cowtan表示。在科學家觀測最少的地區(qū)變暖程度最高,這強化了變暖速度下降的感知程度。
 
而此次新研究中,Karl的研究小組使用了一種非線性技術來填補極地區(qū)域的數(shù)據(jù)空白。他們發(fā)現(xiàn),加入北極變暖的趨勢,全球溫度變化趨勢每十年將增加0.02℃~0.03℃。Karl指出這僅僅是個估計值。因為早在2013年,研究人員曾發(fā)現(xiàn),人工測量得到的北極溫度與英國氣象辦公室的溫度記錄存在差距。
 
揮之不去的不確定性數(shù)據(jù)
 
當然,并不是所有人都同意21世紀全球變暖的速度放緩完全是數(shù)據(jù)在“搗鬼”。
 
Mann指出,在熱帶太平洋大規(guī)模變暖的條件下,變暖有“非常清楚”的放緩跡象。今年2月發(fā)表在《科學》上的一項研究中,Mann與其他人認為自然界在長達幾十年的氣候模式中,也出現(xiàn)過類似拉尼娜現(xiàn)象的更冷條件。“在那期間,熱帶太平洋變暖的趨勢肯定比氣候模型預測的要小。”Mann說。
 
Cowtan對此表示同意,他補充認為還有許多揮之不去的不確定性數(shù)據(jù),尤其是在北極,和對過去一個世紀船舶數(shù)據(jù)的糾正一樣。“我的感覺是,他們已經(jīng)得到了正確的答案——但并不是完全正確的原因。”Cowtan說,“我的猜測是,(在他們的計算中)海洋變暖有一點點多了,而對于北極的計算并不充分。”
 
Karl的研究小組正在計劃下一步如何測量北極溫度的問題。他還說,研究氣候放緩趨勢已經(jīng)產(chǎn)生了重要的觀點,有助于澄清全球氣候系統(tǒng)。“全球氣溫甚至可能比我們報告的更溫暖,報告中提到的一些其他因素還沒有發(fā)揮作用。”Karl說,“一旦這些因素發(fā)揮作用,我們可能會發(fā)現(xiàn),全球的變暖將會比我們所看到的上世紀末的速度更快速。”■
 
《科學新聞》 (科學新聞2015年7月刊 科學·深度)
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