首页 环境时评人与自然最新动态焦点追踪法律法规环境评价环保产业国内新闻国际新闻环境知识

气候变化

您的位置:中国环境观察网 > 气候变化 > 文章

地球气候的自然变化方式,以及我们是否应该对

来源:网络整理 人气:次浏览 发布时间:2020-08-01

投稿 @ 2020.07.31 , 20:08

地球气候的自然变化方式,以及我们是否应该对全球变暖负责

译者:icosohedral
原文:https://www.quantamagazine.org/how-earths-climate-changes-naturally-and-why-things-are-different-now-20200721/

地球曾是个雪球,也曾是个温室,如果在人类之前的气候就是如此多变,那我们如何能确信自己应该为全球变暖负责呢?

部分原因在于,我们可以清晰的得到人类活动排放的二氧化碳与工业化以来1.28摄氏度(持续上升中)的全球暖化之间的因果联系。二氧化碳分子可以吸收地表反射的红外辐射,所以随着大气中的二氧化碳含量增加,将会有更多的热量被保留在地球中。

古气候学家们对地球历史上的气候变化也做了详尽的研究,以下是主要的10种气候自然变化方式,以及它们与当今气候变化的对比。

太阳周期
规模:0.1到0.3摄氏度的降温
时间:每隔几个世纪会有30-160年的太阳活动衰减

每隔11年,太阳的磁极翻转,造成以11年为周期的太阳明暗变化。但这个变化幅度非常小,对地球气候影响不大。

更强烈的变化是被称作“太阳极小期(grand solar minima)”的一个周期,在数十年间太阳活动明显减弱。该周期在过去的1.1万年里发生了25次,最近的一次发生在1645到1715年间,此次事件被称作“蒙德极小期 (Maunder Minimum)”。在蒙德极小期中,太阳的能量比现代平均水平降低了0.04%到0.08%。科学家们长期以为,是蒙德极小期带来了15到19世纪的“小冰期”,但他们后来发现这个事件对地球的影响很小,并且时间点也不准确,这个小冰期发生原因可能更多是火山活动的作用。

在过去的半个世纪里太阳略微变暗了一些,然而地球的温度却在持续上升,所以全球变暖的责任不能推给太阳。

火山硫
规模:大约0.6到2摄氏度的降温
时间:持续1到20年

在公元539/540年,萨尔瓦多的伊洛潘戈火山喷发,强烈的喷发柱甚至波及地球的平流层。随后,寒冷的夏季、干旱、饥荒和瘟疫席卷了全球。

大型火山喷发能把高反射性的硫酸液滴送入平流层,从而会阻挡太阳光,降低气温。接着,海洋中的冰块增加,进一步把更多的太阳光反射回太空,于是放大并延长了全球的气候变冷。

伊洛潘戈火山喷发在20年里造成了大约2摄氏度的降温。在时间上离我们更近的,发生在1991年的菲律宾皮纳图博火山喷发造成了全球气温下降0.6摄氏度,此次降温持续了15个月。

火山喷发释放进平流层的硫化物可以显著的改变气候,但从地球历史的角度上来看,这种影响非常小并且持续时间很短。

短期气候波动
规模:小于0.15摄氏度
时间:2到7年

除了季节变化之外,还有一些其它的短周期活动能够对降水和气温产生影响。最强烈的是厄尔尼诺-南方涛动现象(El Niño–Southern Oscillation),它涉及太平洋热带的洋流变化,以2到7年的周期显著影响北美地区的降水。北大西洋涛动(The North Atlantic Oscillation)和印度洋偶极(Indian Ocean Dipole)同样也会造成巨大的区域性影响,并且它们也能与厄尔尼诺-南方涛动现象相互作用。

这些相互关联的周期现象似乎让我们难以判断人类对气候造成的影响,难以确定我们对气候的影响是否具有统计学上的显著性,或者更多只是自然中不为人知的气候波动。但事实上,人类造成的气候变化已经远远超出了天气与季节温度变化的范围,美国气候协会在2017年总结道,“通过观测数据无法得出一个可靠的,能够解释当今气候变化的自然周期。”

轨道摆动
规模:在过去的10万年周期里大约6摄氏度,随地质时间变化。
时间:有规律,23,000、41,000、100,000、405,000 和 2,400,000年的重叠周期

地球的运行轨道会周期性的摆动,并受到太阳、月球和其它行星相对位置的影响,这种周期性的轨道变化被称作是“米兰科维奇循环(Milankovitch cycles)”,它最多能使地球中纬度地区的太阳光照变化25%,进而引发气候波动。这些周期一直在持续循环,你可以在悬崖或是道路挖掘时看到不同周期造成的沉积分层。

地球在更新纪时期的冰期就归因于米兰科维奇循环:地球轨道变化引发了北半球夏季平均温度的变化,北美、欧洲和亚洲的冰盖也随之大面积形成或消融。由于二氧化碳在温暖海洋中的溶解度更小,大气中二氧化碳含量也会随地球轨道变化而发生改变,从而放大气候的波动。
今天的地球正在接近北半球光照最小期,所以假如没有人类活动产生的二氧化碳影响,我们将在随后的1500年左右进入一个新的冰期。

中国环境观察网 版权所有 © 2005~2023 All Rights Reserved 未经中国环境观察网书面特别授权,请勿转载或建立镜像 违者依法追究相关法律责任 联系邮箱:sheng6665588@gmail.com

备案号:京ICP备12003247号-3