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大氣二氧化碳水平達到717p.p.m.時，21世紀的年均降水量變化圖 圖片來源：NOAA/GFDL 近日，約2000名氣候科學(xué)家齊聚法國首都，為的是在將于12月舉行的至關(guān)重要的一輪巴黎談判前詳細探討他們的研究。在此前的方針會談經(jīng)歷了發(fā)人深省的失敗后，科學(xué)家渴望重啟這項利害攸關(guān)的會談。盡管縮減溫室氣體排放的緊迫性是此次會談的主要話題，但研究人員同時還組織了以“氣候變化下我們的未來”為主題的會議，旨在探討氣候科學(xué)這個仍擁有很多待解問題的研究領(lǐng)域的未來。 隨著全球大氣中二氧化碳濃度的持續(xù)急速上升，科學(xué)家需要更好地研究全球氣溫如何對此作出響應(yīng)。這意味著縮小“氣候敏感性”——由假定的大氣中二氧化碳濃度所引發(fā)的溫度增加——的值。這個數(shù)據(jù)是不確定的，因為它依賴于來自云層、水蒸氣和海冰的知之甚少的反饋效應(yīng)。在最新一次報告中，政府間氣候變化專門委員會估測，如果二氧化碳濃度翻番，比如從工業(yè)化之前的百萬分之270（270p.p.m.）增加到540 p.p.m.，則全球溫度可能增加1.5攝氏度～4.5攝氏度。它同時指出，反饋效應(yīng)可能導(dǎo)致更高的數(shù)值出現(xiàn)。 今年3月，全球月均二氧化碳濃度超過400 p.p.m.，這可能是幾百萬年來首次達到這一數(shù)值。研究人員認為，將全球升溫限制在不高于工業(yè)化前2攝氏度——為危險的氣候變化所設(shè)置的公認閾值——的機會在逐漸減少。“我們正在追蹤很容易超過2 攝氏度的排放情景。”英國埃克塞特大學(xué)氣候科學(xué)家Richard Betts表示。 “我們正進入未知的領(lǐng)域。”巴黎動力氣象學(xué)實驗室氣候?qū)＜襍andrine Bony說，“目前尚不確定我們可能在哪個二氧化碳水平上退出安全區(qū)，也不確定如果我們這樣做，可能會發(fā)生什么。” 為準確理解二氧化碳水平上升意味著什么——不論是在全球尺度還是在區(qū)域水平上，研究人員需要更好地分析大氣云層和海洋漩渦的氣候模型。 “大氣循環(huán)控制著哪些地方干燥或過于炎熱，哪些地方有雨水落下以及猛烈的暴風(fēng)雨在哪些地方形成和襲擊何處。”近日，Bony就氣候科學(xué)的未來作了一次主題演講。他認為，如果可以運行能分析云層和對流的模型，同時能確定所做的是正確的，“我們將有能力回答很多問題”。 盡管在計算上花費頗高，但這些模型正在流行起來。不過，對氣候科學(xué)的理解還是受到缺乏對風(fēng)的全球觀測的限制。Bony介紹說，定于明年發(fā)射的歐空局“大氣動力學(xué)任務(wù)——風(fēng)神”衛(wèi)星有望推動氣候研究的發(fā)展。它將利用雷達系統(tǒng)在1小時內(nèi)產(chǎn)生約100幅針對不同海拔高度的風(fēng)強度和方向3D圖像。這些數(shù)據(jù)將闡明全球大氣循環(huán)、降水系統(tǒng)以及臭氧和氣溶膠輸送。 科學(xué)家認為，如果全球變暖超過4攝氏度，地球氣候系統(tǒng)的一些大尺度組成部分將極有可能發(fā)生改變，或者說越過臨界點，為氣候和生態(tài)系統(tǒng)帶來潛在的災(zāi)難性后果。這包括南極和格陵蘭冰蓋的融化、亞馬遜雨林的枯死或者維持熱平衡的大西洋海洋環(huán)流的崩潰。 一些研究人員希望獲得這些即將到來的變化的預(yù)警，比如通過觀察不同緯度上海洋環(huán)流的強度。自2001年起，由英國資助的“急速氣候變暖”監(jiān)測陣列計劃密切關(guān)注一個特定北緯緯度上的海洋環(huán)流，并且在其不同深度探測到令人吃驚的強度大幅波動。不過，目前還不能確定平均的環(huán)流強度是否正在下降。 埃克塞特大學(xué)氣候科學(xué)家Tim Lenton對這些早期探測并不樂觀。“一個系統(tǒng)從微小擾動恢復(fù)過來的速率是其穩(wěn)定性的一個指標(biāo)，但獲得逼近臨界點的可靠早期預(yù)警還有很長的路要走。” 同時，由于化石燃料可能將連續(xù)幾十年驅(qū)動碳排放，因此此次會議的另一個議題將是如何適應(yīng)氣候變化帶來的影響。這方面的想法從大型工程項目到各種花錢更少的解決方案不一而足。例如，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，信息系統(tǒng)目前正被亞洲和非洲的一些國家用于允許貧困農(nóng)民下載實時土壤數(shù)據(jù)和施肥建議。 不過Betts警告說，研究人員必須在合理的預(yù)警和被誤導(dǎo)的激進行為之間達成一種微妙的平衡。“我們無法再等下去，直到獲得絕對的確定性，比如關(guān)于海平面上升的程度。”Betts表示，“但你目前肯定不想在隨后可能被證明并無必要的龐大適應(yīng)措施上花費數(shù)十億美元。” 他認為，應(yīng)當(dāng)采取隨后能被改正和升級的合理有度的措施，而不是現(xiàn)在建立龐大的、花費頗高的工程。不錯的例子包括倫敦的防洪系統(tǒng)和荷蘭的三角洲工程，后者是一個能保護荷蘭海岸線的龐大防洪系統(tǒng)。Betts還表示，從抵御洪水到水管理和灌溉方案的任何適應(yīng)舉措，都需要嚴謹?shù)牡厍蚝蜌夂蛴^測結(jié)果的指導(dǎo)。 作者：宗華 來源：中國科學(xué)報 |
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