赤道東太平洋冷卻導(dǎo)致“全球變暖間斷”

段歆涔

我認(rèn)為這些強(qiáng)有力的證據(jù)已經(jīng)說明了問題?！伴g斷”是赤道東太平洋長達(dá)十年的氣候變冷所致。

——Mark Cane

在神秘的“全球變暖間斷”現(xiàn)象持續(xù)了長達(dá)16年之后，科學(xué)家有望得出一個令人信服的解釋。這個氣候科學(xué)的最大謎團(tuán)于1997年末開始出現(xiàn)，當(dāng)時并沒有人發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。

1997年末，吹過太平洋的熱帶信風(fēng)出現(xiàn)了微妙的減弱。通常情況下，這些信風(fēng)將被太陽曬熱的海水吹向印度尼西亞。隨著信風(fēng)的減弱，溫暖的海水向南美洲流動，形成壯觀的厄爾尼諾現(xiàn)象。1998年，全球平均溫度創(chuàng)歷史新高。在此之后，全球變暖停止。

全球變暖間斷

目前，科學(xué)家正全力探究“全球變暖間斷”現(xiàn)象背后的深層次原因。一些人認(rèn)為太陽、火山甚至污染可能是罪魁禍?zhǔn)祝钚卵芯恐赋?，解釋這種異常現(xiàn)象的關(guān)鍵是海洋。最大“嫌疑對象”是1997～1998年的厄爾尼諾現(xiàn)象，其將大量來自海洋的熱量輸送至大氣中——這已足夠使赤道太平洋進(jìn)入一個持續(xù)很久的低溫狀態(tài)，也抑制了全球變暖的速度。

科羅拉多州博爾德市美國國家大氣研究中心（NCAR）氣候?qū)W家Kevin Trenberth說：“1997～1998年的厄爾尼諾現(xiàn)象引發(fā)了太平洋地區(qū)的一系列變化，我認(rèn)為這很有可能是‘間斷的開始?！备鶕?jù)這一理論，在接下來的幾年里，熱帶太平洋地區(qū)將從目前的寒冷狀態(tài)“走出來”。

鮮明對比

一張全球大氣層氣溫圖清晰地顯示了“間斷”的存在，這與之前預(yù)測的全球氣溫在過去20年快速變暖的結(jié)果相矛盾。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）曾在2013～2014年度評測前進(jìn)行過一次模擬，結(jié)果顯示，全球氣溫在1988年至2012年間，以平均每十年0.21攝氏度的幅度增長。相反，由埃克賽特市英國氣象局和英國諾維奇市東安格利亞大學(xué)氣候研究所觀測到的同一階段氣候變暖數(shù)據(jù)僅有每十年0.04攝氏度的增長。

一個最簡單的解釋是自然可變性。正如每日氣溫會有冷暖變化一樣，氣候波動也會使全球氣溫冷暖無常，這種影響會持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年。過往的氣候數(shù)據(jù)證明了一些熱浪和寒流的存在，它們自古有之，且氣候模型暗示，兩者中的任意一種均可以在由溫室氣體導(dǎo)致的氣候變暖過程中發(fā)生。

但是，IPCC的氣候模擬沒有將這種特殊的“間斷”影響考慮進(jìn)去，這導(dǎo)致許多研究者對氣候變暖表示懷疑。一些科學(xué)家得出的結(jié)論與IPCC的結(jié)論剛好相反，他們認(rèn)為氣候模型過高估計了溫室氣體的影響，未來的氣候變暖并不會如模型預(yù)測的那般嚴(yán)重，因此不必要感到恐懼。

其他科學(xué)家認(rèn)為，氣候變暖與長期氣溫趨勢相違背，且古氣候數(shù)據(jù)也不能通過直接延伸當(dāng)前氣候數(shù)據(jù)來代表。此外，許多研究者警告說，評估模型是基于相對短期的氣候變化數(shù)據(jù)，馬薩諸塞州麻省理工學(xué)院氣候科學(xué)家Susan Solomon說：“如果你對全球氣候變化感興趣，那么你必須將研究的時間范圍擴(kuò)大到50年至100年才可以?！?/p>

忽冷忽熱

在“間斷”發(fā)生前，赤道太平洋的溫度經(jīng)歷了不尋常的上升。這是受厄爾尼諾現(xiàn)象影響的結(jié)果。該現(xiàn)象從1997年持續(xù)到1998年，導(dǎo)致全球各地出現(xiàn)各種極端天氣現(xiàn)象——從智利洪水到美國干旱，再到墨西哥和印度尼西亞的森林大火。但厄爾尼諾現(xiàn)象很快就消散了——和它的突然爆發(fā)一樣迅速。到1998年年底，厄爾尼諾現(xiàn)象的反效應(yīng)拉尼娜現(xiàn)象出現(xiàn)，席卷著寒冷的海水回流到赤道太平洋。更重要的是，這一回流現(xiàn)象導(dǎo)致整個東太平洋的水溫回冷，其效果或多或少一直持續(xù)到今天。

海水溫度的波動被稱作拉馬德雷現(xiàn)象（PDO），這種現(xiàn)象或許是解開“間斷”謎團(tuán)的關(guān)鍵。PDO每隔15～30年循環(huán)一次，處于正位相階段時會形成厄爾尼諾現(xiàn)象，導(dǎo)致全球氣候變暖，并在接下來幾十年中將太平洋東部和中部的熱量散發(fā)出來。

此后該地區(qū)會變冷，并進(jìn)入負(fù)位相階段形成拉尼娜現(xiàn)象。拉尼娜現(xiàn)象將赤道深海中的冷海水帶到表層，導(dǎo)致氣候變冷。研究者早在1997年便發(fā)現(xiàn)了PDO模式，但直到最近才開始了解它是如何與大范圍的海水洋流模式相融合及其對解釋“間斷”的意義。

2011年，NCAR的Gerald Meehl領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報告稱，他們成功將一個PDO模型嵌入到全球氣候模型中，并導(dǎo)致全球氣候變暖的進(jìn)程中斷了10年。這是一個重大的發(fā)現(xiàn)。

最新“間斷”中所記錄的海洋溫度數(shù)據(jù)解釋了原因：在一項后續(xù)研究中，NCAR研究者證明自1998年后，有更多熱量流入海底，這有助于避免大氣溫度的升高。在第三篇論文中，該團(tuán)隊使用電腦模型記錄了該過程的另一個方面：當(dāng)PDO轉(zhuǎn)為正相位時會使得表層海水和大氣的溫度升高，導(dǎo)致持續(xù)數(shù)十年的快速全球變暖。

去年，加州拉荷亞市斯克里普斯海洋研究所的Shang-Ping Xie和Yu Kosaka取得了一個關(guān)鍵的突破性進(jìn)展。兩人另辟蹊徑，利用近幾十年實(shí)際的表層海水溫度設(shè)計出一個赤道東太平洋模型，然后利用此模型觀察世界其他地區(qū)的氣溫變化。他們的模型不僅重造了全球氣溫中的“間斷”，還再現(xiàn)了一些受“間斷”影響而生成的季節(jié)性和區(qū)域性氣候趨勢，包括許多地區(qū)的氣候變暖和北方更加嚴(yán)寒的冬天。

加拿大維多利亞市氣候模擬和分析中心氣候模型分析師John Fyfe說：“當(dāng)見到這篇論文時，我受到了極大啟發(fā)?！钡J(rèn)為該模型并不能解釋所有問題。Fyfe補(bǔ)充道：“該模型沒有回答是什么導(dǎo)致了熱帶冷卻現(xiàn)象?！?/p>

同樣供職于NCAR的Trenberth和John Fasullo專門研究冷卻現(xiàn)象的成因，他們將風(fēng)向和海洋數(shù)據(jù)一并考慮在內(nèi)，解釋該模型的成因。他們的研究詳細(xì)解釋了熱帶信風(fēng)是如何與拉尼亞現(xiàn)象一道使熱帶海水向西流動，并最終沉入深海。這一過程同時會使東赤道區(qū)域海底較冷的海水向表層海水流動。

在極端條件下，例如1988年的拉尼亞現(xiàn)象，這一過程可能會促使PDO進(jìn)入負(fù)位相階段。一項對歷史數(shù)據(jù)的分析也證明了Trenberth等人的結(jié)論：“二戰(zhàn)”后的幾十年經(jīng)歷了一個氣溫較低的時期，而這一時期正好處于PDO的負(fù)位相階段。此后，地球氣溫在1976年至1998年之間經(jīng)歷了一次大幅度升溫，而這一時期又正好處于PDO的正位相階段。

紐約州哥倫比亞大學(xué)氣候?qū)W家Mark Cane說：“我認(rèn)為這些強(qiáng)有力的證據(jù)已經(jīng)說明了問題?！g斷是赤道東太平洋長達(dá)十年的氣候變冷所致?！保▉碓矗骸吨袊茖W(xué)報》，有改動，2014-1-21）