地球變臉

向治霖

《后天》被稱為21世紀(jì)前十年最好的災(zāi)難片，上映于2004年。今年入夏以來，出現(xiàn)在北半球大范圍的極端高溫事件，使得社交媒體頻頻提起這部老片。“某種程度上有點(diǎn)應(yīng)景了?！苯衲?月6日的一條豆瓣短評這么寫道。

不過，現(xiàn)實(shí)與電影描述的災(zāi)難完全相反。我們正在經(jīng)受的是極端高溫事件，而《后天》講述的是三個(gè)超級颶風(fēng)帶來的極寒，美國中線以北的區(qū)域變?yōu)榱恕氨┦澜纭薄?/p>

現(xiàn)象雖然不同，但在多數(shù)科學(xué)家看來，根源都在于：人類活動(dòng)導(dǎo)致的地球氣候變化，使得極端天氣的出現(xiàn)頻率與強(qiáng)度都大大增加。

更令人發(fā)毛的是，這類幻想電影所描繪的大災(zāi)難之前的伏筆，正在現(xiàn)實(shí)世界一一出現(xiàn)。

在《后天》中，最早的伏筆是南極冰川上突然出現(xiàn)裂痕，而在現(xiàn)實(shí)中，今年7月下旬，媒體拍到了北半球格陵蘭島附近的冰山崩裂畫面。

這幾股小熱浪的異常，在大眾層面受到的關(guān)注很少，但它們的影響，卻比今年出現(xiàn)的極端高溫事件更大、更為深遠(yuǎn)。

冰川融化的提速，對氣象研究者而言有風(fēng)向標(biāo)的意義。氣象學(xué)家認(rèn)為，地球存在一個(gè)“氣候臨界點(diǎn)”，意思是說，過了這個(gè)點(diǎn)，一切都會(huì)改變、并且回不去了，這些臨界點(diǎn)包括格陵蘭島冰蓋、南極冰蓋、北方森林等等的變化。

而這一切，已經(jīng)發(fā)生或正在發(fā)生。

自然與人

在人類遭受酷暑烈日之際，今年8月3日，中國氣象局正式向社會(huì)公眾發(fā)布《中國氣候變化藍(lán)皮書（2022）》。要知道地球氣候已經(jīng)發(fā)生的轉(zhuǎn)變，《藍(lán)皮書》提供了全面且客觀的視野。

根據(jù)中國、亞洲和全球氣候變化的最新監(jiān)測信息，《藍(lán)皮書》顯示：全球變暖趨勢仍在持續(xù)，2021年中國地表平均氣溫、沿海海平面、多年凍土活動(dòng)層厚度等多項(xiàng)氣候變化指標(biāo)，打破觀測紀(jì)錄。

具體的氣象指標(biāo)上，《藍(lán)皮書》顯示，在“大氣圈”，氣候系統(tǒng)的綜合觀測和多項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)表明，全球變暖趨勢仍在持續(xù)。中國升溫速率高于同期全球平均水平，是全球氣候變化的敏感區(qū)。中國平均年降水量呈增加趨勢，降水變化區(qū)域間差異明顯。中國高溫、強(qiáng)降水等極端天氣氣候事件趨多、趨強(qiáng)。

“水圈”指標(biāo)上，《藍(lán)皮書》顯示，20世紀(jì)80年代后期以來海洋變暖加速，全球平均海平面呈持續(xù)上升趨勢。中國沿海海平面變化總體呈波動(dòng)上升趨勢。1980—2021年，中國沿海海平面上升速率為3.4毫米/年，高于同期全球平均水平。

“冰凍圈”的指標(biāo)也不樂觀，《藍(lán)皮書》顯示，全球冰川整體處于消融退縮狀態(tài)，20世紀(jì)80年代中期以來消融加速。北極海冰范圍呈顯著減少趨勢。青藏公路沿線多年凍土呈現(xiàn)退化趨勢。 2021年，青藏公路沿線多年凍土區(qū)平均活動(dòng)層厚度為250 厘米，是有觀測記錄以來的最高值。

各項(xiàng)指標(biāo)的節(jié)節(jié)敗退，是今年夏天酷熱的大背景。根據(jù)國家氣候中心8月3日的監(jiān)測評估，從6月13日開始至今的區(qū)域性高溫?zé)崂耸录C合強(qiáng)度，目前已位列1961年以來第三強(qiáng)，僅次于2013年和2017年。

毫無疑問，當(dāng)氣候繼續(xù)極速變化，人類的生活環(huán)境將不再適宜，我們迫切需要自救。而改變的第一步，是要正確地認(rèn)識(shí)地球氣候形成的原理以及氣候變化的原因。

《藍(lán)皮書》顯示，全球變暖趨勢仍在持續(xù)。中國升溫速率高于同期全球平均水平，是全球氣候變化的敏感區(qū)。

氣候變化包括由自然原因和人為因素引起的變化。不過，最受重視的研究方向，無疑是人類活動(dòng)的因素。1992年在巴西里約熱內(nèi)盧，150多個(gè)國家制定了《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（簡稱《框架公約》）?！犊蚣芄s》將“氣候變化”定義為：直接或間接由于人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球大氣組成變化，不包括在可比時(shí)間段內(nèi)觀測到的自然的氣候狀態(tài)變化。

《框架公約》區(qū)分由人類活動(dòng)改變大氣組成引起的氣候變化和由自然原因引起的氣候變化。也就是說，現(xiàn)在談到“氣候變化”，是指由人類活動(dòng)影響的氣候變化。

對人類活動(dòng)影響的重要性拔高，原因在于，這是我們能夠有所為的領(lǐng)域。氣象學(xué)家、中科院大氣物理研究所季風(fēng)系統(tǒng)研究中心副主任魏科給出一個(gè)精準(zhǔn)的比喻：自然影響的氣候變化，過程很慢，就像一個(gè)人活到了100歲會(huì)死，這不值得大驚小怪，但是人類活動(dòng)導(dǎo)致的氣象變化，速度很快，相當(dāng)于一個(gè)人活了兩周就死，那就出問題了。

地球的尺度

對人類活動(dòng)影響的重視，不代表對自然因素的研究就不重要，畢竟，自然原因和人為因素共同影響了氣候。

在每一次極端事件的形成中，人為因素起到隱蔽的概率上的作用，而自然原因是更直接的引導(dǎo)。例如，今年的極端高溫事件，全球變暖是北半球高溫?zé)崂耸录l發(fā)的氣候大背景，大氣環(huán)流異常則是直接原因，高壓系統(tǒng)強(qiáng)盛導(dǎo)致多地高溫突破歷史極值。

此外的自然原因還有，目前正在持續(xù)的拉尼娜事件（跨越3年），為今年6月以來南方高溫的發(fā)生發(fā)展，提供了重要的氣候背景條件，尤其是7月中緯度暖高壓帶發(fā)展加強(qiáng)，導(dǎo)致大范圍的高溫天氣。

氣象學(xué)者、中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員李晴嵐告訴南風(fēng)窗，根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在多數(shù)拉尼娜事件次年夏季，西太平洋副熱帶高壓（簡稱副高）易偏北。今年6月下旬以來，副高北抬，特別是臺(tái)風(fēng)“暹芭”于7月上旬北上后，副高加強(qiáng)西伸，伊朗高壓東伸，并與中緯度大陸高壓相結(jié)合，在我國上空形成穩(wěn)定的暖高壓帶，進(jìn)而造成大范圍的高溫天氣。更進(jìn)一步，副高攜帶的水汽使得我國中東部地區(qū)濕度較大，體感溫度更高。

因此，自然原因仍是氣象學(xué)家研究的重地。在該領(lǐng)域，“氣候變化”已經(jīng)被專指人類因素的影響，那么由于自然原因引起的氣候變化就被稱為“自然變率”（Natural Variability）。

李晴嵐告訴南風(fēng)窗，自然變率產(chǎn)生的原因可以是自然內(nèi)在的變化，比如氣候系統(tǒng)的內(nèi)部波動(dòng)，就像太平洋年代際振蕩和大西洋多年代際振蕩。自然變率也可能是由外部強(qiáng)迫引起的，例子包括太陽能輸出和火山活動(dòng)的變化。

從影響因素上看，人類活動(dòng)影響因素?zé)o疑只有“唯一的人”，而自然變率的因素多且復(fù)雜。

科學(xué)研究認(rèn)為，太陽輻射變化、地球軌道變化、火山活動(dòng)、大氣與海洋環(huán)流變化等，是造成全球氣候變化的自然因素。

要理清兩者的不同影響，李晴嵐表示，人類活動(dòng)特別是化石能源消費(fèi)活動(dòng)，造成了以全球變暖為主要特征的氣候變化。但自然因素是地球氣候變化的主要原因，地球上氣候?yàn)?zāi)害主要是自然因素引起的，人為因素影響不明確，仍存在爭論。

自然原因帶來的氣候?yàn)?zāi)害，最極端的場景則是地球曾經(jīng)演繹過的“生物大滅絕”事件?？茖W(xué)研究表明，這樣的事件曾經(jīng)演繹了5次，它會(huì)重來嗎？

生命脆弱

無論自然原因還是人為因素，在可能引起的氣候改變和極端天氣下，脆弱的并不是地球，而是生命。這是人類需要自救的原因。

地球幾十億年的存在過程中，經(jīng)歷過更極端的嚴(yán)寒，整個(gè)地球被冰雪覆蓋，當(dāng)時(shí)即便海洋上都有數(shù)千米厚的冰蓋，被稱為“冰雪地球”。

李晴嵐介紹，大氣環(huán)流在冰雪地球的形成過程中就起到了重要作用，當(dāng)冰線在熱帶外時(shí)，哈德雷環(huán)流通過將熱量從熱帶輸送到副熱帶，起到阻礙其形成的作用；當(dāng)冰線推進(jìn)到熱帶區(qū)域內(nèi)時(shí)，哈德雷環(huán)流的近地表分支將相對冷的空氣從冰面運(yùn)輸?shù)奖€附近和開放洋面，起到促進(jìn)冰雪地球形成的作用。

科學(xué)研究認(rèn)為，太陽輻射變化、地球軌道變化、火山活動(dòng)、大氣與海洋環(huán)流變化等，是造成全球氣候變化的自然因素。

地球也經(jīng)歷過更熱的時(shí)期，中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員周天軍，曾畫出一條“地球尺度的時(shí)間”。據(jù)他介紹，12.5萬年前，大氣溫度比現(xiàn)在高出 0.5～1.5攝氏度，1500萬年前，大氣溫度比現(xiàn)在高出5～10攝氏度。最極端的是約5580萬年前，溫度高出10～25攝氏度。

所以，在地球尺度的時(shí)間下，一萬多年歷史的人類，不過是沒有見過太多世面的“新生事物”。

刨除最極端的場景，人類所經(jīng)歷過的較大氣候變化事件當(dāng)屬4K事件。4K事件指距今約4200年的一次突然氣候變化事件，表現(xiàn)為大范圍的氣候異常，亞洲季風(fēng)也出現(xiàn)了反相變化，對人類文明的影響已可辨識(shí)，可能與西亞阿卡德王國的解體、希臘和埃及早期古代文明的衰落等有關(guān)。

“4K事件也與自然內(nèi)部變率息息相關(guān)。”李晴嵐告訴南風(fēng)窗，4K事件可能是一次嚴(yán)重的古ENSO事件。

需要說明的是，ENSO是指厄爾尼諾—南方濤動(dòng)（El Ni o–Southern Oscillation），即發(fā)生于赤道東太平洋地區(qū)的風(fēng)場和海面溫度震蕩。ENSO是低緯度的?！?dú)庀嗷プ饔矛F(xiàn)象，在海洋方面表現(xiàn)為厄爾尼諾—拉尼娜的轉(zhuǎn)變，在大氣方面表現(xiàn)為南方濤動(dòng)。

4200年前，那場可能改變了人類文明史的4K事件中，在北大西洋變冷的同時(shí)，由于熱量在南部積累，可能導(dǎo)致西太平洋暖池區(qū)域海表面水與深層水溫度之間的反差增加，有利于ENSO現(xiàn)象的形成，并最終導(dǎo)致了東亞季風(fēng)和印度季風(fēng)出現(xiàn)反相變化。

當(dāng)然，與4200年前的古埃及、古希臘相比，現(xiàn)代人類掌握的科技水平不可同日而語，今天的我們能夠?qū)O端天氣作出更有效應(yīng)對了。然而，我們?nèi)援?dāng)敬畏自然的力量。

隱秘的危機(jī)

自然原因引起的氣候變化，速度是很緩慢的，惡果卻是災(zāi)難性的。這留給人類漫長而又艱難的選擇時(shí)間。

電影《后天》中，當(dāng)氣候?qū)W家給美國政府作報(bào)告，強(qiáng)調(diào)氣候結(jié)構(gòu)的脆弱性時(shí)，卻被政府高官以“美國經(jīng)濟(jì)跟氣候一樣脆弱”為由，遭到無視。

而我們知道的是，工業(yè)化以來的人類社會(huì)，對自然界起到了此前從未曾有過的重要影響。對傳統(tǒng)能源的依賴和浪費(fèi)，導(dǎo)致溫室氣體的排放和積累，而這導(dǎo)致的氣候變化，使得人類的應(yīng)對傾向于開發(fā)更多傳統(tǒng)能源，“能源—?dú)夂颉敝g陷入了惡性循環(huán)，且以牽一發(fā)而動(dòng)全身的態(tài)勢加劇環(huán)境改變。

在氣象學(xué)家魏科看來，我們已經(jīng)跨過了“氣候臨界點(diǎn)”，今年正是氣候危機(jī)的第三年，而連續(xù)且極端的高溫天氣，已然在對我們進(jìn)行提醒。盡管面對自然原因，人類能做的不多，但減少人類因素的影響，至少能夠大大減小極端氣候發(fā)生的概率。

氣象學(xué)家的共識(shí)是，氣候危機(jī)已經(jīng)是我們最迫切、最現(xiàn)實(shí)的挑戰(zhàn)之一，而在環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間作出的選擇，將持續(xù)反作用到我們自己身上。雖然沒有《后天》表現(xiàn)的那樣快速和極端，但這個(gè)問題的浮現(xiàn)與它所發(fā)出的拷問，才是這類幻想作品的意義所在。

在氣象學(xué)家魏科看來，我們已經(jīng)跨過了“氣候臨界點(diǎn)”，今年正是氣候危機(jī)的第三年，而連續(xù)且極端的高溫天氣，已然在對我們進(jìn)行提醒。

回到對“自然變率”的關(guān)注上，氣候變化固然是一個(gè)長期的挑戰(zhàn)，但值得注意的是，它還包括更加隱秘、也更加暴烈的氣候?yàn)?zāi)害類型，也就是自然變率中的“自然外強(qiáng)迫”因素，例子包括太陽能輸出和火山活動(dòng)的變化。

太陽輻射是氣候形成的最主要因素，引起太陽輻射變化的原因是多方面的，主要包括地球軌道因素的改變和太陽活動(dòng)的變化等。

李晴嵐介紹說，地球公轉(zhuǎn)軌道的三個(gè)因素—偏心率、地軸傾角和春分點(diǎn)的位置，都以一定的周期變動(dòng)著，導(dǎo)致了輻射發(fā)生變化，引起了氣候變遷。

太陽活動(dòng)的變化，主要包括太陽黑子活動(dòng)與太陽常數(shù)的變化等。太陽黑子活動(dòng)大概有11年的周期，長期來看，太陽輻射與太陽活動(dòng)為正相關(guān)。我國近500年的寒冷時(shí)期正好處于太陽活動(dòng)的低水平階段，其中三次冷期對應(yīng)著太陽活動(dòng)的不活躍期。

火山的活動(dòng)，通過改變大氣透明度，影響了到達(dá)地表的太陽輻射強(qiáng)弱。強(qiáng)火山爆發(fā)，噴出的火山塵和硫酸氣溶膠，能噴入平流層，由于不會(huì)受雨水沖刷跌落，它們能強(qiáng)烈地反射和散射太陽輻射，削弱到達(dá)地面的直接輻射。

此外，小行星沖撞地球，也會(huì)導(dǎo)致地球氣候發(fā)生變化。

我們熟知的恐龍滅絕故事，便是由一顆中等規(guī)格的小行星造成。李晴嵐介紹，小行星撞擊發(fā)生于陸地，劇烈地震產(chǎn)生的拋射物在空氣中急速拋射燃燒，可能帶來大范圍火災(zāi)，產(chǎn)生的塵?？赡軙?huì)一直彌散在大氣層上空，影響大氣透光率和植物光合作用，引起全球氣溫驟降。

如若撞擊海洋區(qū)域，那也不是什么好事。李晴嵐表示，大量水汽注入中層大氣中，水蒸氣在中層大氣溫度下會(huì)很容易凝結(jié)，形成硫酸型氣溶膠，長期滯留在平流層。長達(dá)數(shù)年的“遮天蔽日”對生物來說，將是滅頂之災(zāi)。

李晴嵐認(rèn)為，人類應(yīng)該警惕“自然外強(qiáng)迫”的影響，尤其是火山強(qiáng)迫。

尤其值得警惕的是，大部分能造成環(huán)境破壞的火山，分布在北半球的陸地上，而大約90%的人口和大多數(shù)農(nóng)作物也生長在北半球，因此北半球受火山噴發(fā)影響的可能性更大、更深遠(yuǎn)。

“有很多研究預(yù)測，美國黃石火山的休眠期即將結(jié)束，隨時(shí)會(huì)迎來下一次超級火山噴發(fā)，我們應(yīng)對此保持警惕并關(guān)注?！崩钋鐛拐f。