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3、氣候變暖的歷史透視
氣候變暖問題主要是一個年代到世紀尺度的地球大氣變暖現象。要了解氣候變暖的背景和原因,需要有覆蓋全球的足夠長的觀測資料序列。但是,全球陸地上的氣象站多數只有不到l00年的記錄,難以滿足氣候變化檢測研究的需求。在這種情況下,許多學者試圖採用代用資料恢復過去更長時期地面氣候要素的變化。常用的氣溫代用資料包括樹輪寬度和密度、歷史文獻記錄、冰芯氧同位素、珊瑚和石筍化學成分等。利用這些代用氣候資料,已經對過去1000多年全球陸地、北半球陸地以及中國區域平均的地面氣溫進行了重建。由於代用資料點分佈稀疏,一些資料時間解析度較粗,部分資料對氣溫變化不夠敏感,單點氣溫重建的方法不同等原因,對同一區域重建的長時間氣溫序列還存在著較大差異。但是,現有分析一般表明,北半球陸地上公元10世紀到13世紀氣候較暖,稱為“中世紀暖期’;15世紀以後直到19世紀末,氣溫較低,稱為“小冰期’;19世紀末或20世紀初以來,氣候再度變暖。對於“中世紀暖期”的溫暖程度和“小冰期”的寒冷程度,特別是20世紀氣候變暖相對於“中世紀暖期”的地位,目前還難以形成共識。
我國學者研究表明,在青藏高原北部,近100年的增暖可能是過去1 000年裡前所未有的。但對於我國東部冬季和年平均氣溫的重建則說明,20世紀氣候的變暖可能尚未明顯超出“中世紀暖期”的溫暖程度。東部在公元1000…1310年間表現出了與北半球“中世紀暖期”相對應的溫暖階段,14世紀到19世紀的“小冰期”也有清楚反映。19世紀中期至20世紀80年代,全國地面氣溫上升顯著,但截止到80年代末,增溫似乎也並未明顯超過“中世紀暖期”水平。
可見,當前具備的長時間古氣候序列還沒有令人信服地表明近百年的增暖是異常的。一些研究認為,太陽和火山活動以及氣候系統內部的自然振動對長期氣候變暖可能具有重要影響。顯然,從古氣候學角度看,現在還不能確認,20世紀的氣候變暖主要是由人類活動影響造成的。在近百年全球和區域增暖的歷史地位問題上,今後仍有很多上作要做。在利用代用資料重建古氣候序列時,需要對不同型別代用記錄的確切氣候指示意義及其侷限性有深入瞭解。如近1 000年左右北半球陸地氣溫序列主要依賴樹輪寬度和密度資料。樹輪資料是氣候指示意義較明確、時間解析度較高的良好代用記錄,但對於準確重建年代以上尺度地面氣溫變化,它也有不少侷限性。其中包括:大氣CO2濃度增加本身對樹木生長的影響難以完全消除,不同區域樹木自身生長速率變化的影響難以精確描述和分離,重建序列在各個時間尺度上的振幅明顯小於實際氣溫變化幅度等。在更長時間尺度上,陸生植物花粉是較好的古氣候指示物,但在許多地區,中晚全新世以來的陸地植被受到人類活動影響十分明顯。在這些地區,古植被與當時的氣候沒有達到自然平衡,用花粉重建近幾千年的氣候演變史,其可信程度就不會很高。
4、氣候變暖的可能原因
目前,關於氣候變化原因的學說及其分支估計有上百個,將這些假說歸類為11種。如果再結合其它研究的成果,我們大致可以歸納出全球氣候變化的16種原因,它們包括:
(1)太陽輻射的變化;
(2)宇宙沙塵濃度的變化;
(3)地球軌道的變化;
(4)大陸漂移;
(5)山地隆升對大氣環流和環境的影響;
(6)洋流的改變;
(7)海冰的變化;
(8)大氣溫室氣體的變化;
(9)大氣氣溶膠濃度的變化;
(10)極地同溫層雲量的變化;
(11)極地植被的變化;
(12)大陸沙塵氣溶膠相聯絡的“鐵假說”;
(13)大陸C3植物向C4植物的轉化;
(14)天體撞擊;
(15)火山爆發;
(16)地核環流作用等。
這些假說一方面使我們眼花繚亂,但另一方面也可見這一科學命題的複雜性,它成為目前全球變化研究中最受關注的科學難題並不是偶然的。
影響地球表面氣溫變化的因子很多,但一般可分為自然因子和人類活動兩大類。就自然因子而言,太陽活動、火山活動及氣候系統內部的多尺度振動