氣候變化問題的非主流思考
--事實與邏輯
自2007年IPCC(聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會)第四次評估報告公布以來,在氣候變化問題上,一種主流理論就獲得了“政治正確性”的地位,它由3個主要環(huán)節(jié)組成:
1、大氣CO2濃度從工業(yè)革命前的280ppmv升至450--550ppmv后,全球平均氣溫可能將上升2℃~3℃;
2、若全球平均氣溫上升2℃以上,將可能給人類帶來重大影響,突出地表現(xiàn)為海平面上升、物種滅絕、極端天氣事件頻率增加、熱帶傳染病北上、全球糧食短缺、水資源供應(yīng)不足,地區(qū)沖突增加等;
3、世界各主要國家必須立即采取各種行動,減緩全球變暖,使2050年CO2排放量降低到l990年排放水平的50%,且越早采取行動損失越小。
事實上學(xué)術(shù)界對這個理論的質(zhì)疑之聲從來就沒有中斷過,但是這種質(zhì)疑之聲很少為公眾知曉。2007年IPCC獲得諾貝爾和平獎,主流理論事實上已經(jīng)被視為近乎真理,進而成為政治家們在國際政治、外交博弈中的工具。
使公眾能均衡地了解各方的見解,是社會理性的基礎(chǔ)。2007年2月IPCC第四次評估報告第一工作組報告正式發(fā)布后不久,筆者曾撰文正面介紹了主流理論(見《從氣候變化到環(huán)境倫理》科學(xué)時報2007年3月19日 五、八版)。現(xiàn)在,主流理論如日中天,一些勢力正有組織地大力渲染主流理論,筆者認(rèn)為有必要客觀介紹學(xué)術(shù)界的質(zhì)疑。
顛倒:因與果
主流理論能被廣泛接受,有兩個非常扎實的論據(jù):20世紀(jì),尤其是后半葉,大氣中溫室氣體的濃度明顯增加和氣溫明顯升高。對這兩個論據(jù),質(zhì)疑者甚少,幾乎可以視為定論(對“氣溫明顯升高”的判斷,仍有少數(shù)學(xué)者持有異議)。
IPCC第四次評估報告第一工作組報告中,真正打動筆者的是覆蓋65萬年的南極冰芯資料(見圖一)。
圖一:南極冰芯資料,覆蓋65萬年。其中:
δD為氘的變化,代表局地溫度。
大氣溫室氣體包含:
二氧化碳(CO2)、甲烷 (CH4)和氧化亞氮(N2O)
陰影帶狀區(qū)域表示當(dāng)前和以前的間冰期暖期。
數(shù)據(jù)顯示,過去的65萬年中,地球經(jīng)過了幾次冰河期與冰間期的交替。冰河期溫室氣體濃度下降,而冰間期溫室氣體濃度上升。但整個波動被控制在一定的范圍之內(nèi)。(以CO2為例,圖中藍色橫線標(biāo)出了65萬年來的波動范圍)而今溫室氣體濃度遠超出歷史上任何一次間冰期的水平,大自然控制溫室氣體濃度的穩(wěn)定機制被打破。這無疑是對主流理論最有力的支持。
圖中δD為氘的變化,代表局地溫度。它與各溫室氣體的濃度顯示出相同的走勢。然而,如果是溫室氣體濃度的變化導(dǎo)致的氣溫的變化,那溫室氣體濃度的變化應(yīng)先于氣溫的變化,至少不應(yīng)滯后于氣溫的變化。而有細心的學(xué)者發(fā)現(xiàn),情況可能相反。
筆者在圖一中從δD曲線的主要局部極值點引出了一些縱線,借以比較各曲線的相位。容易看出,在很多情況下δD曲線的轉(zhuǎn)向早于、快于溫室氣體濃度。這是否意味著是氣候變化驅(qū)動了溫室氣體濃度的變化?因果關(guān)系的這一顛倒,對主流理論是顛覆性的,它至少表明,溫室氣體濃度變化導(dǎo)致氣溫變化,這一判斷值得商榷。
上引IPCC第四次評估報告第一工作組報告是2007年2月正式發(fā)布的,然而,2008年IPCC出版的《氣候變化2007綜合報告》中引用的是僅覆蓋1萬年的冰芯資料(見圖二),而非上述覆蓋65萬年資料,圖二中沒有了表征溫度的資料,讀者無法進行比較以探究因果關(guān)系。
為什么?
圖二:2005年以前一萬年(大圖),
和自1750年以來(嵌入圖),大氣二氧化碳、
甲烷和氧化亞氮濃度的變化。
圖中所示測量值分別取自冰芯
(不同顏色的符號表示不同的研究結(jié)果)和大氣樣本(紅線)。
相對于1750年的輻射強迫值見大圖右側(cè)的縱坐標(biāo)。
圖二中的左側(cè)縱坐標(biāo)為溫室氣體濃度,右側(cè)縱坐標(biāo)為輻射強迫。其隱含的假設(shè)是:溫室氣體濃度與輻射強迫線性正相關(guān),這意味著溫室氣體濃度與溫度線性正相關(guān)。
主流理論認(rèn)為:大氣CO2濃度增加1倍后,全球平均氣溫將上升2℃-3℃。但這只是一個模擬值,它由不同的數(shù)值模式計算后平均得出,不同模式輸出的增溫值差異甚大,從1℃左右到6℃以上,數(shù)值模式是否已成熟到能夠準(zhǔn)確評價全球平均氣溫與大氣CO2濃度的關(guān)系?
觀察圖一可以發(fā)現(xiàn)兩者的關(guān)系其實是高度非線性的。這意味著主流理論用大氣CO2濃度估算的未來氣溫有相當(dāng)?shù)牟淮_定性。
遺漏:無法忽視的因素
一般來說,地球從太陽吸收的輻射主要集中在地球表面,然后這種能量又通過大氣和海洋環(huán)流重新分布,并且以長波方式輻射回太空。把地球作為一個整體來考察,進入的太陽輻射能量和出去的太陽輻射大致平衡,而失衡的部分即為地球—大氣系統(tǒng)獲得/失去的凈輻射能量,學(xué)者們定義其為輻射強迫。在IPCC的評估報告中,輻射強迫被進一步定義為相對于1750年的變化,除非另有說明,輻射強迫是指全球年平均值。
任何改變、接受、失去太陽輻射到太空的因子,或改變大氣、陸地與海洋中能量重新分配的因子,都會影響氣候。對此,IPCC的第一工作組技術(shù)報告作出了逐項分析(見圖三),其結(jié)論是:人類排放的CO2是最強的增溫因素,而云反射是最強的降溫因素,各項因素的綜合作用導(dǎo)致1.6w/m2的全球平均輻射強迫。
圖三:全球平均輻射強迫
對圖三列舉的“輻射強迫”諸因素,有學(xué)者質(zhì)疑,認(rèn)為可能遺漏了重要的因素--宇宙射線。中國科學(xué)院理論物理研究所慶承瑞在《一個可能影響全球變暖的重要因素宇宙線和氣候的關(guān)聯(lián)—介紹CERN的CLOUD實驗》(高科技與產(chǎn)業(yè)化2008年6月)一文中,介紹了歐洲學(xué)者們的一項工作:
1997年,Svensmark和Friis-Christensen發(fā)現(xiàn),宇宙線強度的變化和地球大氣層中的云量覆蓋厚度的變化有關(guān)聯(lián)(見圖四)。
圖四:宇宙射線和全球云量的關(guān)聯(lián)的變化
(H.svensmark,Phys.Rev.Lett.81(1998)5O27)
圖四中“虛線”為太陽1O.7cm射電波輻射(注:這是太陽輻射頻譜中穿透本領(lǐng)較大,可直達地面的波段)的變化曲線;“實線”表示的宇宙線的數(shù)據(jù)取自美國climax中子測量數(shù)據(jù)。而方格為全球海洋上空平均云量的相對變化。
數(shù)據(jù)顯示:云量的變化和宇宙線的變化高度“同步”,呈顯出正關(guān)聯(lián)。如果此圖上所顯示的關(guān)聯(lián)是真實的,一種可能的解釋是:宇宙線的增強導(dǎo)致云量的增加,而云量的增加會屏蔽太陽輻射,最終使氣溫下降。
如果真是如此,從上述強關(guān)聯(lián),人們曾估算出:太陽黑子一個周期的變化能使輻射強迫增加約1.2w/m2,而如上所述,上世紀(jì)由CO2產(chǎn)生的輻射強迫是1.6w/m2。這表明這一“效應(yīng)”,絕不可忽視,因為1.2w/m2是1.6w/m2的75%。
由10Be濃度和太陽日冕磁力線密度數(shù)據(jù)推斷的宇宙線變化,表明自1990年以來,宇宙射線波動著減弱的大趨勢,這與20世紀(jì)氣候變暖的趨勢一致。(見圖五)這對20世紀(jì)氣候變暖提供了另一個可能的解釋。
圖五:1860-2000年間宇宙線變化趨勢
虛線: 從格陵蘭冰芯冰芯10Be豐度變化推算
實線:從太陽日冕磁力線密度推算
據(jù)此,歐洲日內(nèi)瓦高能物理研究中心實驗室CERN,于2000年正式提出一項實驗建議,研究宇宙線和大氣中凝聚水滴形成的關(guān)系,全名是“cosmic Leaing 0ut door Droplets”,簡稱“CLOUD)”的研究項目。2O06年,CL0UD實驗被批準(zhǔn),已分別在2007年和2008年發(fā)布了工作進展報告。
可見,雖然在氣象界多數(shù)人士認(rèn)為,氣溫上升的原因,有超過90%以上的概率是人類社會大量排放溫室氣體,主要是排放C02的結(jié)果。但這并非氣象界和氣象界以外學(xué)者們的共識。
地球氣候系統(tǒng)高度復(fù)雜,認(rèn)識影響其變化的因素和可能須經(jīng)歷多次反復(fù),將現(xiàn)有的認(rèn)識視為確論,可能過于自信。例如,過去大多數(shù)人一直認(rèn)為地球上最大的一個南極臭氧洞是人類活動造成的。但南極人口及工業(yè)極少,人口主要在北半球。俄羅斯學(xué)者塞瓦洛特金研究結(jié)果表明,這是由圍繞南極洲的大洋底裂谷向大氣圈排放還原氣(H2、CH4)造成的。(杜樂天《地球排氣作用的重大意義及研究進展》地質(zhì)論評第51卷第2期 2005年3月)
“模式”:自信的來源?
對于未來氣候的走勢,主流理論主要依靠氣象數(shù)學(xué)模型預(yù)測。在氣象學(xué)界內(nèi),數(shù)學(xué)模型被稱為“模式”。用于氣象預(yù)測的稱為“天氣預(yù)報模式”,用于氣候預(yù)測的稱為“氣候模式”。根據(jù)復(fù)雜程度不同,氣候模式可分為簡單氣候模式、耦合氣候系統(tǒng)模式以及中等復(fù)雜程度的地球系統(tǒng)模式。IPCC歷次報告主要采用耦合氣候模式結(jié)果評估氣候變化。
在基本模式相同的前提下,不同的研究者采用了不同的技術(shù)處理,導(dǎo)致不同的模擬結(jié)果,氣象學(xué)界普遍認(rèn)為,不同的模擬誤差相互獨立,多模式集成能夠減少不確定性,改善氣候預(yù)估效果。
在IPCC第四次報告中,循這樣的思路,對1906-2005年期間的年代際觀測平均值,作了模擬對比,一是只考慮自然因素(包括太陽活動和火山的原因),二是再加上人為因素(即溫室氣體排放),其結(jié)果見圖六。
圖六:觀測到的全球地表溫度的變化與模擬結(jié)果比較
黑線為1906-2005年期間的年代際觀測平均值,
陰影區(qū)為氣候模式模擬的5%-95%的范圍
藍色陰影區(qū)僅使用自然強迫的模式模擬,共用5個氣候模式19次模擬。
紅色陰影區(qū)同時使用自然強迫和人為強迫,共用14個氣候模式58次模擬
(取自IPCC第四次報告第一工作組技術(shù)報告)
圖六顯示,1950年代之后,考慮溫室氣體排放等人為因素的模擬結(jié)果明顯優(yōu)于不考慮此因素的結(jié)果。這為主流學(xué)者提供了信心,將自己的判斷從“可能”(>66%)升格到“很可能”(>90%):
“自20世紀(jì)中葉以來,大部分已觀測到的全球平均溫度的升高很可能是由于觀測到的人為溫室氣體濃度增加所導(dǎo)致的。這是一個進步,因為《第三次評估報告》的結(jié)論是‘過去50年觀測到的大部分變暖可能是由于溫室氣體濃度增加’”(IPCC《氣候變化2007綜合報告》)
然而,觀察圖八可以發(fā)現(xiàn),在二十世紀(jì)10、20年和40年代,觀測數(shù)據(jù)都落在兩類氣候模式模擬的5%-95%的范圍之外,尤其是40年代,更是遠離這個范圍。這意味著存在現(xiàn)有模式尚未考慮到的因素。
用于檢驗?zāi)J降臅r間區(qū)間為100年,據(jù)此就作出100年甚至以上的外推,風(fēng)險甚大。地球氣候系統(tǒng)不是一個“孤立體”,它受到各種外部因素的作用。如果其中某個因素在這一百年內(nèi)變化明顯,它可能被觀察到,并反映在氣候模式中;反之如果它在這一百年內(nèi)相對沉寂,氣候模式就不可能包含它。
事實上,IPCC第四次報告主要采用“耦合氣候模式”結(jié)果評估氣候變化。耦合氣候系統(tǒng)模式包括大氣模式、海洋模式、陸面模式、海冰、碳循環(huán)等模塊。站在氣象學(xué)的立場,視野已經(jīng)大大的擴展,它帶來的工作量已經(jīng)極為繁重。
然而,所有這些都是地球表層系統(tǒng)。對流層高約10公里,平流層高50公里,海洋最深處是太平洋西側(cè)馬里亞納海溝的查林杰深淵,深11公里。可見被“耦合氣候模式”當(dāng)作“孤立體”研究的是一層平均半徑3671公里、而厚僅60公里的“球膜”。而地殼、地幔、地核占地球系統(tǒng)總質(zhì)量的99.9%,很難想象它不會影響這“球膜”的行為。
太陽是地球最大的外來能量提供者,它又帶著地球在銀河系中巡游,一次次穿越銀河系的旋臂,很難想象這些巨大的外部因素不會影響這“球膜”的行為。
視野:超越“球膜”
由此,地球物理學(xué)家從更廣闊的視角看待影響“球膜”的因素,其一是地球內(nèi)部的能量釋放;其二是外部能量輻射。
關(guān)于于地球內(nèi)部的能量釋放,杜樂天就用地球排氣作用來解釋諸多異常氣候現(xiàn)象,如海底高熱鹽海流、黑潮以及厄爾尼諾等,而這些現(xiàn)象都影響到“球膜”的行為。杜樂天還指出:
“白堊紀(jì)大氣中大規(guī)模CO2增長、氣溫升高2.8~7.7℃,海水增溫4.8℃以及恐龍絕滅,正好和玄武巖噴溢、地球大規(guī)模排氣、陸上、海底熱液活動強烈相對應(yīng),這是一整套相互關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。”(杜樂天《地殼流體與地幔流體間的關(guān)系》地學(xué)前緣(中國地質(zhì)大學(xué),北京) 第3卷第3—4期1996年10月)
杜樂天還直接主張:
“古氣候變動、冰期交替的主導(dǎo)因素根源也在于地球排氣作用的氣象效應(yīng)。”(杜樂天《地球排氣作用——建立整體地球科學(xué)的一條統(tǒng)綱》地學(xué)前緣(中國地質(zhì)大學(xué)北京)第7卷第2期2004年4月)
關(guān)于外部能量輻射,學(xué)者們注意到冰期旋回與天文周期的關(guān)系。
地球運動存在如下軌道周期:歲差周期:2.3萬年的;地球自轉(zhuǎn)軸傾斜變化周期:大約4.1萬年;地球軌道偏心率變化周期:大約10萬年。地球溫度變化同樣存在這些周期。
約80萬年前,全球氣候的主導(dǎo)周期是4.1萬年,而此后,主導(dǎo)周期變?yōu)?0萬年。圖一中容易觀察到明顯的約10萬年的周期。
1842年法國數(shù)學(xué)家J.A.Adhemar第一次指出地球繞太陽運行的方式可能是冰期形成的第一推動力。
1860年J.Croll首次將地球軌道的三個基本因子(地球軌道的偏心率、地球自轉(zhuǎn)軸的傾角和春分點的天文進動)引入,并分析了它們對太陽輻射的影響,認(rèn)為它們的變化引起太陽輻射的變化而導(dǎo)致冰期的發(fā)生。
1920年塞爾維亞科學(xué)家米蘭柯維契提出:北緯65°附近是個敏感區(qū),由于冰雪的高反照率,這里的氣溫變化信號被放大、傳輸,進而影響其他地區(qū)。而決定北緯65°區(qū)氣溫變化的,是地球軌道偏心率、黃赤交角及歲差等三要素的變化。根據(jù)米蘭柯維契的理論,我們現(xiàn)在正處于“大夏天”。
后來,學(xué)術(shù)界發(fā)現(xiàn)許多證據(jù),提示敏感區(qū)可能是低緯度地區(qū)。如在高分辨率海洋沉積記錄里,發(fā)現(xiàn)冰消期熱帶海區(qū)水溫和大氣 CO2濃度早于北極冰蓋發(fā)生變化。中國科學(xué)家參與的大洋鉆探,在位于南沙海區(qū)的1143號鉆井,建立了近500萬年來的高分辨率連續(xù)沉積的剖面。研究發(fā)現(xiàn),無論是低棲動物還是浮游有孔蟲的碳同位素記錄,每隔40萬-50萬年都會出現(xiàn)一次碳同位素重值期,意味著大洋碳循環(huán)具有40萬年的長周期。這方面的研究正進行。
1971年丹斯加德等人發(fā)表的格陵蘭冰芯氧同位素譜分析成果表明,地球氣候有10萬年軌道周期變化,其中9萬年為冷期,1萬年為暖期。按此規(guī)律,目前氣候的暖期已接近尾聲。
日本氣象廳朝倉正1973年撰文預(yù)言,地球?qū)⒂?1世紀(jì)進入“第四小冰期”。
美國威斯康辛大學(xué)環(huán)境研究所布萊森認(rèn)為,地球目前正在非常緩慢地進入另一個大冰河期。
20世紀(jì)70年代,在美國布朗大學(xué)專門召開的一次“當(dāng)前的間冰期何時結(jié)束和如何結(jié)束”研討會上,學(xué)者們舉出實例證明,目前的地球氣溫已經(jīng)在開始下降。他們表示從暖到冷的變化可以不足500年,如果人類不加以干涉,當(dāng)前的暖期將會較快結(jié)束,全球變冷以及相應(yīng)的環(huán)境變遷就會隨之來臨。
然而,隨著主流理論取得政治正確性,這方面的研究信息漸漸淡出公眾的視野。
距今2.1萬年前的末次冰期冰盛期,全球平均溫度比現(xiàn)代(指工業(yè)化前)低4~7℃,個別地區(qū)低10℃以上,例如南極可能低10℃,格陵蘭低21℃。而IPCC第四次報告預(yù)測的本世紀(jì)末最極端的情況(A1F1情景)增溫4℃。可見造成冰期的力量,其作用不低于主流理論估計的溫室效應(yīng)作用。
圖一告訴我們,整個有文字記載的人類歷史都發(fā)生在最近一次間冰期內(nèi),目前這一次間冰期的持續(xù)時間已經(jīng)接近甚至超過前三次間冰期。70年代學(xué)者們的警告并非空穴來風(fēng)。
2007年1月25日出版的《中國氣象局圖書館文獻資料通訊》第九卷第一期(總第九十一期)報道:
俄羅斯科學(xué)院普爾科沃中心天文臺宇宙研究部主任哈比布拉•阿卜杜薩馬托夫指出,在過去的一個世紀(jì)里,太陽輻射強度一直呈現(xiàn)出前所未有的急劇上升態(tài)勢。強烈的太陽輻射使海洋表面溫度升高,并產(chǎn)生了大量的二氧化碳溫室氣體。科學(xué)家最近通過對在格陵蘭島和南極大陸地下3000米深處采集到的冰芯研究發(fā)現(xiàn),全球升溫早在工業(yè)革命前就已經(jīng)開始。
他認(rèn)為,與海洋表面上空的溫室氣體總量相比,人類活動產(chǎn)生的溫室氣體是微不足道的,因此,通常意義上的人類工業(yè)活動和全球溫室效應(yīng)之間的必然因果關(guān)系不能成立。目前的“溫室效應(yīng)”理論看似合理,但缺乏確鑿的科學(xué)依據(jù),而且在理論上也存在一些漏洞。
阿卜杜薩馬托夫同時表示,令許多氣象學(xué)家吃驚的是,目前全球海洋表面溫度正在變冷,這說明地球的溫度已經(jīng)達到了峰值。而且,對太陽活動的觀測顯示,太陽輻射強度也正在趨緩,這種回落趨勢將有可能導(dǎo)致全球范圍的降溫。他預(yù)測,2012年至2015年,全球氣溫將會開始緩慢下降,太陽輻射強度預(yù)期在2040年左右達到最低點,嚴(yán)寒將不可避免地出現(xiàn)在2055年至2060年前后。
討論全球暖化的科幻片《后天》描述了一個意味深長的場景:當(dāng)羅得島大小的冰山撞上南極洲冰棚后,全球氣候引發(fā)連鎖效應(yīng):冰雹重襲東京,空前颶風(fēng)襲卷夏威夷,印度罕見地飄雪,洛杉磯刮起史無前例的龍卷風(fēng)。南北極冰帽的融解將大量淡水注入海洋。在一場全球性超級暴風(fēng)雨來臨后,地球步入一萬年前的冰河世紀(jì)。----注意:如果不是全球降溫的大背景,何來冰河世紀(jì)?這難免然令人聯(lián)想起股市:牛市瘋狂的背后是暴跌和漫漫的熊市。
用股市來比附科學(xué)問題顯然不夠嚴(yán)肅。全球氣候的大趨勢需要有超越“球膜”層面的研究,方可以做出理性的判斷。正如IPCC第四次報告第一工作組技術(shù)支持組組長Martin R Manning指出的:
“自然氣候系統(tǒng)極端復(fù)雜,具有內(nèi)在混沌的特性,并包括各種時間尺度的非線性反饋。在年代際時間尺度上,對這些反饋過程的認(rèn)識比較充分,但對百年到千年時間尺度的認(rèn)識不足,對萬年或更長的時間尺度的認(rèn)識則相當(dāng)有限。”(Martin R Manning《IPCC第四次評估報告中對不確定性的處理方法》氣候變化研究進展第2卷第5期2006年9月)
上述主流理論能拿出可靠證據(jù)的,主要是自然氣候系統(tǒng)在年代際時間尺度上的行為,而需要預(yù)測的卻是百年時間尺度的行為。汪品先院士坦率地說:
“地球碳系統(tǒng)的演變具有自己的周期性,當(dāng)前地球正在經(jīng)歷又一次碳同位素的重值期,不認(rèn)識碳系統(tǒng)的演變,科學(xué)地預(yù)測氣候系統(tǒng)的長期變化趨勢是不可能的。”
“面對社會對科學(xué)預(yù)測的種種需求,我們只能承認(rèn)所知太少。”
利弊:考諸史實
主流理論認(rèn)為,氣候變化帶給人類的似乎主要是負面影響:若全球平均氣溫上升2℃以上,將可能給人類帶來重大影響,突出地表現(xiàn)為海平面上升、物種滅絕、極端天氣事件頻率增加、熱帶傳染病北上、全球糧食短缺、水資源供應(yīng)不足,地區(qū)沖突增加等。
20世紀(jì)90年代中國學(xué)者鉆取西昆侖山古里雅冰帽海拔6200m高處的冰芯,進行18δO記錄分析研究,得出結(jié)論:5.8—3.2萬年前中國處于特殊暖濕氣候,溫度峰值在3.5萬年前,高出現(xiàn)代4℃;其次的峰值在5.5萬年前,高出現(xiàn)代3℃; 中間的冷期谷值溫度低于現(xiàn)代5℃。
眾多學(xué)者的研究表明,當(dāng)時青藏高原與西北干旱區(qū)有許多淡水大湖,降水量遠比現(xiàn)代豐沛,導(dǎo)致外流水系擴大,如青海境內(nèi)的黃河上游水系形成。
現(xiàn)代柴達木鹽湖年降水量只有25~50mm,極為干旱。3.3-2.7萬年前,年降水量達150 mm。其中的察爾汗鹽湖在5-3萬年前,地溫高于現(xiàn)代2℃;4.1-3萬年前,一度降水與河水補給超過蒸發(fā),3.8-2.7萬年前為淡水環(huán)境。4-2.8萬年前,淡水古湖岸高出現(xiàn)代50~60m,湖面積達25000km,是現(xiàn)代鹽湖的413倍。
3.8萬年前的青海湖最高古湖岸高出現(xiàn)代湖面141m,湖面高出現(xiàn)代108m時湖泊面積8100km,為現(xiàn)湖據(jù)面積的1187倍,應(yīng)用封閉流域水熱平衡方程估算年降水量為640mm,高出現(xiàn)代70%。分析鉆孔中3.9-2.6萬年前的花粉,喬木花粉占總量23.9~64.6%,以松和云杉占優(yōu)勢,次為樺、榆、冷及鐵杉,顯示當(dāng)時氣候遠比現(xiàn)代溫暖潮濕。
這時期青藏高原所有湖泊都處于淡化和擴張狀態(tài),湖面高于現(xiàn)代30~280m,高原上所有湖泊總面積至少達到150000km,是現(xiàn)代湖泊總面積的318倍.因此,被稱之為的湖汛期。
季風(fēng)降水所不及的西北干旱地區(qū)同樣濕潤化。現(xiàn)代極干旱的吐魯番盆地中心的艾丁鹽湖,面積不足300km2,而當(dāng)?shù)爻练e范圍可能擴大到2500~3000 km2。
瑪納斯湖1957年水深26m,面積750km2的大湖,因灌溉用水大增,1962年后干涸為鹽湖。而據(jù)3.7~3.2萬年前該湖為淡水深湖,湖泊面積積可能擴展至28000 km2。
暖濕的氣候條下,森林分布區(qū)向北向西大范圍擴展,華南熱帶喜濕熱的陸均松(Dacrydiumsp.)北界移至北緯22°~24°,青藏高原南部為針闊葉混交林,針葉林西界到青藏公路附近,高原西部為草原與荒漠草原,局部有森林.據(jù)孢粉資料恢復(fù)的植被與現(xiàn)代植被相比較,森林與荒漠-草原界線北移400km,西移400~800km(見圖七)。
圖七:中國植被分布
上:以孢粉資料重建的4~3萬年前分布
下:現(xiàn)代分布
(引自施雅風(fēng)、趙井東《40~30kaBP中國特殊暖濕氣候
與環(huán)境的發(fā)現(xiàn)與研究過程的回顧》
冰川凍土第31卷第1期2009年2月)
當(dāng)時熱帶氣溫高于現(xiàn)代2℃左右,降水量也有較大增加。長江下游石筍資料和北方半干旱、半濕潤區(qū)的植物、古土壤、河道沉積資料均表示降水增加,森林覆蓋度大。(以上資料均引自施雅風(fēng)、趙井東《40~30kaBP中國特殊暖濕氣候與環(huán)境的發(fā)現(xiàn)與研究過程的回顧》冰川凍土第31卷第1期2009年2月)
可見,氣溫變化高達9℃(從低于現(xiàn)代5℃到高于現(xiàn)代4℃),生態(tài)環(huán)境并未崩潰。而高于現(xiàn)代3-5℃時,降水豐沛,森林分布區(qū)擴展,而森林是物種的主要依托。顯然,這一狀態(tài)對人類社會是利多弊少。
唯一可能的弊端是海平面上升造成的海侵。
3.6-2.5萬年前,渤海西岸海岸線比現(xiàn)代西移100km,到達霸縣、獻縣附近;3.3萬年前,長江三角洲地區(qū)海侵深入160km,到達現(xiàn)在的太湖西岸;3.5-2.4萬年前,珠江三角洲的海侵范圍到達石樓、順德、江門。然而,最大海侵出現(xiàn)于2.5萬年前左右。(同上)
由此估算,海侵平均每年前進9-20米。這是完全可以應(yīng)付的,當(dāng)陸地擴展時,自然會吸引人口向新增沖擊扇移民,反之,這種移民就會停滯,甚至代之以反向移民。在現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)和社會組織能力條件下,這并非難于解決的問題。與森林與荒漠-草原界線北移400km,西移400~800km相比,人類的生存環(huán)境總體上是得大于失。
至于全球暖化導(dǎo)致熱浪而致死人命之說,很難被視為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究。2003年熱浪席卷歐洲,在法國奪走至少1.4萬人的性命。這樁事件經(jīng)常被用來突顯全球暖化的惡果。然而,倫敦大學(xué)的科學(xué)家2006年公布一份報告,指出在許多國家,寒流每年害死的人數(shù)遠多于熱浪。以英國為例,依照未來45年間的氣溫上升幅度估算,死于熱浪者一年將增加2000人,但死于寒流者卻會減少2萬人。
在中國古詩中,對極熱、極冷均有生動的描述,對極熱的描述是:“赤日炎炎似火燒,野田禾苗半枯焦,農(nóng)夫心里如湯煮,公子王孫把扇搖。”對極冷的描述是:“朱門酒肉臭,路有凍死骨。”顯然極冷對窮人往往是更致命的威脅,而窮人總是人口的絕大多數(shù)。
主流理論有個隱含的判斷:當(dāng)今的環(huán)境是最好的,環(huán)境改變是災(zāi)難性的。但這不是科學(xué)判斷,而是價值判斷。人類進化史告訴我們,自然環(huán)境總是在變化,這變化對人類往往有利有弊,而人類總是不斷地適應(yīng)這種變化,以求興利除弊。
考古學(xué)告訴我們,“人猿相輯別”發(fā)生在3-4千萬年前,地質(zhì)學(xué)告訴我們,在3600萬年前后,東南極首次出現(xiàn)冰蓋:到1400萬年前后,西南極出現(xiàn)冰蓋,東南極冰蓋擴張;在260萬年前后,格陵蘭出現(xiàn)冰蓋。自此之后,地球反復(fù)地經(jīng)冰期--間冰期氣候振蕩,其溫度變化幅度可達6℃--8℃。也就是說,過去的氣候變化無論幅度還是在速率上,均比過去l00年“溫室效應(yīng)期”及今后一段時期內(nèi)可能會經(jīng)歷的“增暖期”要大得多。人類不但適應(yīng)了這種變化的生態(tài)系統(tǒng),而且進化得與我們的先祖面目全非。
立場:理性與忽悠
毫無疑問,氣候變化是一個應(yīng)該關(guān)注的問題。這關(guān)注首先要建立在科學(xué)理性的基礎(chǔ)上。如果有什么勢力力圖推動媒體渲染某種觀點,作為“負責(zé)任的”公民,對此應(yīng)該打個問號。
在一本封面上標(biāo)著“英國大使館文化教育處”的出版物《如何報道氣候變化:知識、視角和方法》中,將IPCC第四次報告作為對氣候問題的權(quán)威科學(xué)認(rèn)識介紹給中國記者們。在其前言中,作者寫道:
“在以往國內(nèi)有關(guān)環(huán)境、氣候話題的報道中,記者由于各種原因而把一些非主流專家的觀點當(dāng)作主流理論來報道的情況并不少見,這容易對受眾產(chǎn)生一些誤導(dǎo)。”(p3)
顯然,作者希望用IPCC第四次報告的觀點來統(tǒng)一中國傳媒的立場,誰說西方媒體沒有“主旋律”和對“主旋律”的操控?
事實上此書直接批評了中國的媒體:
“這些媒體的氣候變化報道會讓人得出結(jié)論:氣候變化是遙遠的、其他人的事,中國科學(xué)家的主要職責(zé)似乎不是來解決溫室氣體排放導(dǎo)致的氣候變化問題,而是如何應(yīng)對外國以減排義務(wù)為借口對中國經(jīng)濟的挑戰(zhàn)。”(p72)
文中批評中國媒體的報道“缺乏戲劇性”,(p72)并列舉了英國報紙許多富于戲劇性的報道的案例,其中有一則為:
“保羅-布朗舉例說,他的夫人恰好是一個歷史學(xué)家,她對于氣候變化理論可以說多有嘲笑,說歷史上天氣本來就是有時候冷、有時候暖,現(xiàn)在暖和又怎么樣呢?但是,后來發(fā)現(xiàn)海水倒灌淹沒了地上的馬賽克,她的腳被打濕了,這時候她的觀念一下子扭過來了。”(p77)
打濕了腳就導(dǎo)致觀念的轉(zhuǎn)變,這樣的“學(xué)者”也太廉價了。前不久一場帶冰雹的雷陣雨把我淋成了落湯雞,鞋里灌滿了水,照此邏輯,我就應(yīng)該相信冰期即將來臨?幸好我不是什么**學(xué)家,一介百姓而已,還保留著普通百姓起碼的理智。
如果中國的媒體上充斥著這類“戲劇性”,它離忽悠就不遠了。
好在中國的科學(xué)界尚未被忽悠,為提高對應(yīng)對氣候變化問題的整體理解,中國科學(xué)院設(shè)計了“應(yīng)對氣候變化國際談判的關(guān)鍵科學(xué)問題研究”項目群,由科學(xué)院10個單位的科研人員共同參與,協(xié)同攻關(guān)。該項目群可歸為4個大的方面,第一個方面就是氣候變化的原因和機制。它包括:
“氣溫對CO2濃度的敏感性”問題,以回答如果大氣CO2濃度從280ppmv提高到560ppmv,全球平均氣溫將升高多少?
“中國近百年來氣候變化分析及其模擬研究”,從觀測記錄出發(fā),評價氣溶膠對氣溫的影響。
“過去2000年氣候變化幅度、速率與機制綜合研究”,以回答在中國疆域內(nèi),20世紀(jì)是否為過去2000年最暖的世紀(jì)、增暖速率是否最快這兩個核心問題。
第二個大的方面是氣候變化的影響,包括:對海岸帶的影響、干旱區(qū)面積與環(huán)境、山地冰川變化及其影響、季風(fēng)強度的變化、水資源、生態(tài)格局、農(nóng)業(yè)、病蟲害和傳染病、高原凍土等方面。限于篇幅,不一一介紹,僅舉生態(tài)格局的研究為例:
研究途徑不局限于數(shù)值模擬,計劃在黃土高原不同地點選擇30-40個剖面,采集3萬年來的樣品,分析孢粉組合;再選擇典型的寒冷時期(如距今2萬年左右的冰盛期)、典型的溫暖期(如距今5000—6000年前的全新世大暖期)以及從冷到暖的增溫時期(如末次冰消期),繪出黃土高原植被空間分布格局。
全新世大暖期大致和我國黃河中下游地區(qū)的裴李崗文化、仰韶文化、龍山文化、夏商王朝的時代相對應(yīng)。正是在這一時期,農(nóng)業(yè)開始萌發(fā)并得到迅速發(fā)展,新石器文化迅速取代舊石器文化并出現(xiàn)了繁榮景象。研究將考察在這樣的增溫條件下,生物種屬以及生物多樣性的變化,然后評價目前流行的一些理論,如增溫2℃就可使30%左右物種滅絕的預(yù)言。(見丁仲禮、傅伯杰、韓興國、葛全勝《中國科學(xué)院“應(yīng)對氣候變化國際談判的關(guān)鍵科學(xué)問題”項目群簡介》決策與戰(zhàn)略研究2009年24卷1期)
在獨立研究的基礎(chǔ)上,用事實和邏輯說話,這才是理性的態(tài)度。
一個忽悠掩蓋了理性的社會,其前途何在?
然而選擇理性還是選擇忽悠,到底取決于什么因素?
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