在气候变化的研究领域,一个颇具争议的观点曾甚嚣尘上,即全球变暖超前于二氧化碳增加,二氧化碳并非导致全球变暖的主要原因,而是其结果。这一观点随着2007年3月8日英国第四频道播出的纪录片《全球变暖大骗局》而广泛传播。
该纪录片由马丁·杜金执导,片中引用多位科学家、经济学家和政治学家的采访,借助图表和数据,主张气候变化主要由自然因素驱动,尤其是太阳辐射的变化,还暗示关于人为全球变暖的科学共识是一场由资金和政治议程驱动的骗局。
纪录片中,部分学者声称过去300年的全球变暖是小冰期之后的自然恢复,二氧化碳在气候中的作用被夸大。他们以南极冰芯数据为例,称二氧化碳浓度上升滞后于温度上升,如片中认为二氧化碳变化滞后全球温度约800年,进而否定二氧化碳在当代全球变暖中的关键作用。
此观点迷惑性十足,就连经济学家郎咸平在跨界到气候变化领域时,也引用了“气温的变化领先于二氧化碳浓度的变化”这一观点,宣称全球变暖是西方的阴谋。那么,实际情况究竟如何?
事实上,温度与二氧化碳之间存在复杂的双向因果关系。从原理上看,二氧化碳在水中的溶解度与温度成反比。
当全球温度上升,海洋温度随之升高,其储存二氧化碳的能力下降,就会向大气中释放更多二氧化碳,就像海水升温后,原本溶解其中的二氧化碳如同从暖啤酒中溢出的气泡般逸出。
而大气中二氧化碳浓度增加,又会加剧温室效应,促使全球温度进一步升高,二者相互作用,形成正反馈机制,在长时间尺度上呈现出相互关联的变化趋势。
回顾南极冰芯揭示的过去几十万年历史气候变化过程,冰期结束时,地球轨道参数变化,引发北半球高纬度地区接受的太阳辐射增加,冰盖和周围海洋温度上升,温暖的海洋开始释放更多二氧化碳到大气中。
随着二氧化碳浓度上升,温室效应增强,全球温度进一步升高,又促使更多二氧化碳从海洋和陆地生态系统中释放,推动地球从冰期过渡到间冰期。
在这期间,二氧化碳和温度的正反馈作用,放大了轨道参数变化引起的最初变化。当然,还有如冰雪辐射反馈机制等其他正反馈过程参与其中,共同影响气候。
但需要注意的是,南极冰芯记录的温度变化仅代表南极地区的局部温度变化,不能简单等同于全球温度变化。而南极的二氧化碳和甲烷等温室气体浓度变化,因这些气体在全球充分混合,可反映全球变化特征。
查看地球上其他记录组合重建的全球温度变化记录,我们会发现不一样的情况:在冰期结束后,南极温度先上升,二氧化碳浓度随之上升,大约数百年后,全球温度才开始显著上升。
这表明从全球范围看,二氧化碳浓度上升对全球温度上升起到关键推动作用,且领先于全球温度上升。例如,南极温度上升导致海洋释放二氧化碳后,这些二氧化碳通过大气环流迅速扩散到全球,使得北半球温度上升,进而引发全球气候变暖。
早期支持二氧化碳滞后于温度的观点,多基于较早的冰芯数据和分析方法。随着科学技术进步,新的冰芯记录和更精准分析技术为我们提供了更清晰视角。
通过将南极冰芯中的二氧化碳和甲烷与定年更精确的格陵兰岛冰芯比较,发现南极冰芯的二氧化碳年龄在部分冰消期比实际年轻一到两个世纪。
经过订正后,证实二氧化碳领先于全球温度变化,且几乎与南极温度变化同步,再次证明温室气体增加是全球变暖的主要驱动力。
综上所述,全球变暖超前二氧化碳增加这一观点,是对过去气候变化复杂过程的片面解读。深入分析温度和二氧化碳的双向因果关系,以及当代与过去气候变化的差异,我们能明确二氧化碳在气候变化中扮演着至关重要的角色。
尽管在过去某些情况下,温度变化可能先于二氧化碳浓度变化,但温度增加促使海洋向大气释放更多二氧化碳,增强温室效应,引起更强增暖,这一过程在历史和现代气候变化中均存在。
在过去80万年的冰期与间冰期变化过程中,地球轨道变化的天文因子是气候变化的触发因子,但若无后期温室效应和冰雪反馈等正反馈过程,也无法形成巨大气候波动。
而在当下的全球变暖中,天文因子并未成为最初触发因子,人类活动大量排放的温室气体成为导致温度升高的最重要原因,并通过正反馈过程将变暖进一步放大,形成了如今严峻的全球变暖局势。
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