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作者:橡树村

人类对冷暖的定量测量时间并不算长,开始于18世纪初期,华氏度和摄氏度这两类温度的计量方法出现后。早期的测量站点很少,仪器也还比较原始,方法也有问题,也缺乏系统性,所以这些早期的数据并不能作为衡量气温变化的依据。可靠的系统性观察大约是从1850年开始的,不过在19世纪,测量站点的数量仍然很少,覆盖面也不大,很难说是全球范围的测量。真正意义上的全球陆地气温测量应该是1957年才开始的,这一年,南极终于有了系统测量温度的站点,这样所有大陆都有了温度测量覆盖。现在全球参与气温测量的站点有数千个,所有的陆地气温数据都汇总到一个数据库里面供研究者使用。不过数据有了,如何计算这个地球陆地平均温度,不同的研究者有不同的方法,结果还是有些差异的,不过相差并不多。下面这个图就是最主要的四个方法得到的全球陆地表面平均温度从1850年到2005年的变化趋势。

1850-2005年间全球陆地表面温度变化的趋势

地球上海洋的面积要大于陆地的面积,要了解整个地球表面的气温变化情况,绝对不能忽视海水温度的测量。对于浅层海洋温度的测量,早期只能依靠船只,方法是在船只底部拖挂一个装置来记录浅层海水的温度。现在,这个方法仍然是测量浅层海水温度的最直接可靠的方法,每年有数千只船在做自己事情的同时参与这项工作,结合现代精确的时间和位置信息,构成了浅层海水温度的数据库。地面站点也好,船只进行海水温度测量也好,毕竟都有地域局限性。1980年以后,卫星也加入了对地表温度和海水表层温度测量的行列,最终完成了对全球温度测量的覆盖。到这个时候,全球的表面气温数据才算是完善起来。

上:1979-2005年地球地表温度(左)和卫星观测的对流层温度(右)的线性趋势 下:全球平均气温及对应的线性拟和

上图中的下图显示的是综合了陆地和海洋的全球平均气温变化情况。从这个图可以看到,在19世纪后半期一直到1910年代,全球表面气温有上下 0.2-0.3摄氏度的波动,但是整体变化不大。很难说有什么趋势。这里面有几个点超出正常范围不少,有可能是实际存在的,也有可能是因为当时测量站点的覆盖面太低造成的。从1910年代开始,到1940年左右,全球温度有一个持续的上升过程,温升幅度达到了0.35摄氏度。最近的一次温升,就是从 1970年代开始,至少持续到2005年,温升幅度已经达到了0.55摄氏度。由于从1980年代开始全球测量温度的站点数量众多,连续性系统性都已经很完善,这一段数据的可靠性是很高的,或者说,观测到的从1970年代开始的这一次大幅度温升过程,是非常可靠、明显的。IPCC的报告里面一直在比较 100年气候变化的线性趋势。在TAR里面,比较的是1901年和2000年之间的变化,得到的趋势是0.6+-0.2摄氏度。AR4比较的是1906年和2005年之间的变化,得到的趋势就是0.74+-0.18摄氏度,能看到一个升温速度增加的趋势。如果拿1850年到1899年之间的平均数与 2001年到2005年之间的平均数进行比较,温度增加幅度是0.76+-0.19摄氏度。1950年代以来的变暖趋势是每10年温升 0.13+-0.03摄氏度,而1979年代以来温升速度达到了0.27+-0.07摄氏度。在全球范围内,不仅仅全球平均温度的变化有这个逐渐加快的趋势,陆地和海洋都可以观察到这个变化趋势。

几组浅层海水温度历史变化数据

地球表面的温度变化趋势有了,高空如何呢?高空的温度可以使用探空气球进行测量,这项活动开始于1950年代,不过这个测量方法比起地面站点来讲,可是昂贵麻烦了很多,所以覆盖面、数据频率,都有很大的问题,代表性不强。1979年卫星微波探空仪MSU的使用,使得监测对流层中上部分以及平流层温度成为可能。不过到现在为止,不同的卫星微波探空仪测量的不同的对流层温度趋势仍然存在差异。好在协调不同数据源的工作一直在进步,数据的可靠程度也越来越高,已经可以给出有一定可靠性的结果。这些测量的结果说,在对流层,也可以观察到一个每10年0.12-0.19摄氏度的变暖率。对于平流层,则观察到了一个每 10年0.3-0.6摄氏度的变冷,不过最近的十年变冷率在下降。由于数据相对少很多,对于平流层的变冷有可能高估了。

不同高度大气温度趋势 从上到下:平流层底部,对流层中上,对流层底部,地表

虽然全球平均温度变暖是一个基本上可以确定的事实,但是这不等于全球的所有地方都有相似的变暖幅度,甚至不能说全球所有的地方在所考察的时间短都在变暖。这是很多人能够产生误会的地方:全球变暖说的是全球平均温度的变暖,具体到某个地方,要看具体情况。从地区的角度来看,各地的平均气温是在怎样变化呢?

全球不同区域平均气温变化趋势

上面这个图描述的是全球不同地区的年平均表面气温的变化趋势。左边的,是从1901年到2005年之间105年的变化情况,右边的,是从有全面精确记录以来的1979年到2005年27年时间的变化情况。灰色的区域是数据不足的地方。红颜色的格子,是温度升高的地方,颜色越深温度升高越多,蓝颜色的格子,是温度降低的地方,同样也是颜色越深温度降低越多,图里面有刻度。注意一下左边图上的单位是每百年的温度变化,右边图上的单位是每十年的温度变化。从百年尺度来看,降温的地方,最多的有降温达到1摄氏度的,升温的地方,最高的可以达到温升2摄氏度以上,不同区域的变化差异还是很大的。长期趋势和最近的趋势也不尽相同,一些长期趋势在降温的地方,最近三十年有逐渐升温的趋势,比如格陵兰岛东南部海域。反正很复杂,不能简单的用变暖来进行描述。不过可以说,在百年尺度上,全球大多数地区的变暖趋势都是很明显的。可以看出来在亚洲的内陆地区,北美的西北部地区,南半球的一些中纬度的海洋地区,巴西东南部,变暖的程度最显著。也有一些原本升温的地方出现了降温,比如在中国西南部,还有一些南半球的海洋地区。最近30年的情况,变暖仍然是主要的趋势,不过在南半球的一些海洋地区也可以观察到明显的降温。

更加复杂的是,不同季节的温度变化情况也是有差异的。下面这个图显示的是1979年到2005年间全球各个地区不同季节的平均温度变化情况。左上角是春季三、四、五三个月的变化情况,右上角夏季六、七、八月,左下角秋季九、十、十一月,右下角是冬季十二月到二月。这里面可以看出来北半球冬春两季的增温很明显,幅度也最大。也就是说区域的气候变化趋势与全球气候平均的变化趋势可以非常不同。不同的原因应该是大气环流、海气相互作用以及其他气候组成部分的变化造成的。这些跨越很大地理范围的大气、水汽输送发生了变化以后,对不同区域带来不同的影响,从而影响各个不同区域的局部气候,具体行为可以非常复杂。

全球各个区域1979-2005年不同季节的平均气温变化趋势

一些极端天气事件也与全球平均变暖的趋势一致。这方面观测到的结果,是中纬度地区的霜冻日大范围减少,极端暖日数增加,极端冷日数减少。从1951年到 2003年间,冷夜的数量在所观测的76%的陆地区域都有明显的下降。热浪的增多也是明显的,比如2003年夏天欧洲的热浪,夏季平均气温是1780年开始仪器测量以来最暖的一个,比之前最暖的1807年高出了1.4摄氏度。其他地区的资料也显示热浪的频率和持续时间也在加强。其他的一些小范围的极端天气事件,比如龙卷风,冰雹,闪电,沙尘暴等等,由于涉及到的范围很小,其究竟是否有变化还没有结论。

插一句报告里面没有提到的。这里面所说的是全球范围的平均温度变化,这个全球变暖,在近百年的时间尺度上,不过升高了不足1摄氏度,是一个需要十年以上的时间才可以观察到的全球范围的平均化的长期变化趋势。所以不要因为某个地方某个季节气温特别高或者特别低,就轻易肯定或者否定这个长期变化趋势。因为某个地区某个季节的冷暖变化而夸大或者否定全球变暖这个长期趋势的,讲的绝对不是科学。冬天冷的时候拿全球变暖当笑话,夏天热的时候又开始对全球变暖认真的,绝对不是严肃的认知态度。

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6 Responses to “IPCC说了什么?(九) 全球变暖”

  1. 三月马说道:

    关注全球变暖的后果,是好还是坏呢

  2. 大蔥说道:

    短期來說某些地區是會得益於全球暖化的,但是極端氣候也會增加,長期來看,一定是不好的,有一些非常嚴重的後果,比如物種滅絕,海平面升高,洋流的混亂,甚至足以威脅大多數人的生命,詳細可見《不可忽視的真相》《地球命運在你手》之類的記錄片

  3. Amsel说道:

    第2幅图臭名昭著,是违背数学常识、利用视觉效果的宣传。全球变暖运动的宣传手法,于此可见一斑。

    “IPCC微积分”:
    http://sites.google.com/site/globalwarmingquestions/howtheipccinventedanewcalculus

    • Amsel说道:

      看明白这幅图,就会明白BBC 2010年2月对Phil Jones 采访的第一个问答有什么意义:

      http://news.bbc.co.uk/2/hi/8511670.stm

      A - Do you agree that according to the global temperature record used by the IPCC, the rates of global warming from 1860-1880, 1910-1940 and 1975-1998 were identical?

      • newgnaw说道:

        请注意,这里说的是rates of global warming是identical的,也就是说,基本一直在升温,而升温的速率没有显著性差异,而不是说温度没有显著性升高。

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