全球有没有变暖?这个曾经争论不休的问题,如今已经板上钉钉。3月下旬,联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)在瑞士因特拉肯发布了第六次气候变化评估报告的综合报告《气候变化2023》
是什么原因引起的变暖?人类应该如何应对?这些问题原本属于气候科学研究。然而,由于气候应对行动涉及全球范围内的能源转型和政策调整,因此气候问题早已突破了科学领域,在全球范围内掀起了一场持续近30年的气候论战。
如今,全球已坚定走上了碳中和的道路。可曾经有不少观点让人们迷惑,让人类在犹疑中放缓了扭转气候变暖的步伐。
▲海水温度升高、二氧化碳污染所致的海洋酸化导致珊瑚白化和死亡。(图/新华社)
“历史上也有快速增暖期,现在变暖很正常”
在地球演化史上,确实曾出现过多次冰期—间冰期的变化,与之相伴有全球冷暖的交替。而且,在地球绝大多数历史年代中,全球温度远高于现在,甚至两极有冰雪的时间都非常有限。
因此,有人就将古气候变化阐述为:历史上的气候变化幅度远超当下,且发生过多次,地球生物照样生存了下来,那时候还远远没有人类呢,所以人类不是气候变化的主要原因。
实际上,古气候变化主要源于自然原因,而现代全球变暖是人类活动引起的。古气候变化“沧海桑田”的变化需要更长的时间,而现代气候变化的速度要快得多。
例如,5500多万年前的古新世—始新世极暖期是地球历史上一段温度迅速升高的时期。当时,在短短3000年至2万年间,全球温度升高4-7℃,比1850年至1900年还要高10-25℃。在这一时期,全球的二氧化碳浓度从约900ppm飙升到约2000ppm,平均增速达0.04-0.42ppm/年,这意味着每年大气中增加3亿-15亿吨二氧化碳。
然而,在2010年至2020年的十年间,全球二氧化碳的平均增速达到2.5ppm/年,这一时期全球化石燃料燃烧排放二氧化碳量达到300亿吨以上,均远超古新世极暖期。而如果与过去100万年的气候变化比较,近期温室气体浓度的增速是过去100万年最快速度的数百倍以上。
“全球变暖是由太阳活动引起的”
太阳辐照度变化比较复杂,有长期变亮的趋势,大概每10亿年亮度增加约8%,早期太阳的亮度只有现在的约70%,很多人将此认为是全球变暖的原因。然而,按照这种变化速度,1920年到2020年间的太阳亮度增加量只能使地表温度增加约0.0000016℃。而在此期间,地表温度实际增加了1.1℃,很显然,这不是太阳演化造成的。
太阳活动还有11年周期。然而,根据过去几十年的观测资料,尤其是过去40年的卫星观测数据,高低太阳周期之间的数值差仅约为1瓦/平方米,占太阳平均辐照度的比例仅约为0.07%。相关研究显示,二氧化碳加倍和太阳辐照度增加2%引起的气候效应类似,因此太阳周期变化0.1%所能引起的地表大气温度变化仅为0.1℃。
再者,由于地球上海洋和陆地的体量巨大,在几十年甚至几个世纪内都难以达到平衡。而在太阳的11年周期里,即使高低值之间会引起地表温度的变化,在气候系统还远未建立起平衡时,周期就已经变了。
“全球变暖有利于农业,所以是一件好事”
此观点支持者认为,二氧化碳是植物的肥料,其浓度增加会促进植物生长,有利于农作物收成的提高,以及农业可耕种面积的扩大、生长季的延长。然而,植物的生长不光与二氧化碳有关,还需考虑温度和水资源情况。通常,植物的光合作用都有一定的温度范围,在温度范围以内,光合作用可以正常进行,尤其在最适宜温度附近,光合作用效率最高。
当温度过高时,会影响植物体内转化酶的活性,降低光合作用的效率。另外,当温度过高时,植物的蒸腾作用和呼吸作用也会加快。为了防止水分蒸发,植物会关闭气孔,造成二氧化碳量供应不足,植物的光合作用随即快速减弱。如果温度升高到一定程度,叶片会因严重失水而枯蔫,这在夏季正午高温时段比较常见,严重时甚至导致植物叶片干枯死亡。
除了产量受影响,气候变暖也会导致作物的品质发生重大变化。例如,水稻生长环境中的二氧化碳浓度越高,稻米中所包含的蛋白质、铁、锌和一些重要B族维生素的含量就会越低。
此外,全球变暖会加快全球水循环,并扰乱全球大气和海洋环流。与有限的可种植面积增加相比,现有的广袤农业区受气候变化和极端天气的影响会更大,总体风险和损失远超过收益。
作者:魏科(中国科学院大气物理研究所副研究员)
编辑:许琦敏
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