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张称意:对全球变暖的质疑终有一天会停止

发布日期 2011/4/7 13:37:04 来源:
  中外对话 孟斯
  问:气候变化作为一个科学议题目前还面临着一些质疑,我们希望可以通过采访科学家,普及一些气候变化方面的基本知识。
  张称意:最早是在上世纪六十年代,中国气象局第一任局长涂长望先生,他那个时候就说气候在变暖。当时,他是根据中国的观测记录提出来的,发表在国内的一份报纸上,这份报纸现在都可以查的到。
  在上世纪的70年代、80年代,当时世界上有不少人认为气候在变冷,确确实实从50年代一直到70年代,全球总体是变冷的。现在科学上也认为,那段时间的全球性的变冷应该与人类活动有密切关系。
  那个时候变冷的原因是,在第二次世界大战以后,全球性的战后经济恢复,大量的使用煤、石油,但当时的脱硫技术跟不上。燃煤大量释放硫化物进入大气,“阳伞效应”(编者注:由大气污染物或火山喷发等对太阳辐射的削弱作用而引起的地面冷却效应)导致的变冷。后来从70年代之后,脱硫技术逐渐成熟,并大量使用,硫化物的排放逐渐减少,“阳伞效应”逐渐减弱。
  硫化物浓度在大气中的含量下降了以后,变暖趋势从80年代至今就十分明显,温度不断攀升。根据大量的事实以及科学研究,我们认为全球变暖确确实实还是人类活动导致的。80年代以后,变暖几乎是一步一个台阶。1998年那一年是非常厉害的厄尔尼诺年,那一年全球气温创纪录的高,当然我说的创纪录是指的有观测以来的,或者有温度计以后的。但是2007年温度又gesep全球节能环保网攀了新高,2007年并不是一个厄尔尼诺年。这个事实是明摆着的。
  问:但是80年代至今,这个时间段不是还很短吗?
  张称意:对,时间是挺短的。但是人类活动导致的温室效应的作用凸显出来时间也并不长。工业革命大概也就是从18世纪的中叶开始的,从瓦特发明蒸汽机以后才是工业革命真正开始。那个时候人类大量的使用化石燃料,以前化石燃料使用是很少的。
  但进入到大气中的CO2等温室气体却无法在短短的几十年或数百年内,能从大气中消除的。
  问:我们今天观察的温度增加,和历史的温度增加有什么区别?
  张称意:历史上的增温,总体上来讲,主要还是由于自然因素的作用,比如说太阳的活动、地球轨道的变化等,而今天的增温,是由于人类活动引起的,这个起因是不一样的。
  问:您平时有对怀疑论的一些观点有过关注吗?
  张称意:以前我不大关注。因为人类活动已影响到了地球的整个环境系统,人类的土地利用、化石燃料的使用等已经使地球表面的辐射平衡都发生了改变,气候变化是情理之中的事。说气候没有变化反而不好理解。所以前几年我对怀疑论是不关注的。近几年我开始关注怀疑论的一些观点,但没有发现确实能让人信服的观点或依据。
  问:地球自身的二氧化碳浓度是在280至320之间,这一点是没有争议的吗?
  张称意:对。从长期的地球生物化学循环看,地球自身的大气二氧化碳浓度是稳定在300PPM左右,在280PPM到320PPM之间,这是正常的生物化学循环导致的地球大气圈二氧化碳的一个浓度,这是它的正常范围。
  现在地球大气的CO2浓度早已上升超过了这一范围,用正常的地球生物化学循环就无法解释了。而恰恰是人类活动,导致了地球大气CO2浓度的不断上升。
  问:1.5度和2度有什么区别?判断温控的目标是1.5度还是2度的科学证据是什么?
  张称意:我不是做这方面研究的,可以讲述一下别人的观点。如果全球温控在2度,那么,北极的升温就不止2度,可能在4度甚至以上。如果超过这个,北极海冰就会融化,格陵兰冰盖会融化,会导致海平面上升。另外,靠近北极圈往南一些的苔原当中,土壤当中的一些炭还有甲烷要大量的释放出来,进一步加强气候变化。2度的目标主要是从这个角度来提的。
  问:张老师,温室效应在科学界是没有争议的?
  张称意:这是没有争议的,大气的温室效应是绝对没有争议的。如果还有人怀疑大气的温室效应就只能说明他对科学知识的不了解。
  问:我看过一些怀疑论的观点,质疑二氧化碳只能吸收某些波段的辐射,所以对全球温度的影响并不会特别大。
  张称意:对,不是全吸收。如果是全吸收可能就是另外一回事了。其实就是因为二氧化碳只能吸收一部分波段才导致了温室效应。因为地球真正的热源是太阳辐射,太阳辐射里面大量的是短波辐射。对短波辐射,二氧化碳是不吸收的。它可以让这些短波辐射没有阻拦地入射到地球表面。短波辐射到达地球表面,给地表加温并被地表吸收。加温后的地表将就短波辐射变成了长波辐射并向宇空辐射。长波辐射再往外辐射的时候,被二氧化碳部分吸收,并对地球表面形成“二次”加热,于是地表温度就会比太阳辐射直接加热有所上升。大气中CO2浓度增高了,这种“二次”加热的效应就会增强,就会对地球温度产生影响。
  问:在怀疑论的一些观点里面,有没有一些是您觉得还是有些道理的?
  张称意:有两点。一点是他们认为,温室气体所产生的温室效应比太阳辐射小的多,这一点是没错的。但是由此得出目前的气候变暖并不是人类活动造成的,就不对了。这其实是两个命题。总体上来讲,现在的太阳辐射相对稳定,太阳辐射在这100年当中,它的辐射的增量大概是0.12瓦每平米,而大气增强的温室效应平均达到了1.6瓦每平米。它们可不是一个数量级的。
  另外一个就是太阳辐射的周期,基本上太阳黑子活动是11年左右,有的时候是12年。而我们现在观察到的增温,从80年代以来几乎是逐步攀登的,尽管是有所波动。但是并不是围绕一个点波动的。现代地球的增温趋势,与太阳活动很难吻合。
  另外一点,就是他们认为现在的预测结果都是模式结果,模式就是搞数学的人的游戏。但是有这么两点,一个是气候模式在开发过程中使用数学公式来描述气候系统特征,这个是没错的。但气候模式建立主要还是依据对整个地球系统的物理、化学、生命系统过程的描述,也就是说是对地球各种过程的数学表达。第二个,气候模式完完全全依据科学来建立的。这些模式在建立起来以后,要经过检验、校正、回算。用建立起来的模式回算90、80、70、60、50年代,去验证模式的模拟能力。只有经过验证有好的模拟能力,这个模式才可以拿出来用。而我们现在除了用模式模拟未来的气候以外,人类还有别的什么本领能够做到这一点呢?惟有这一个模式,别的什么都做不到。
  而且我们相信模式对未来的预测是有一定的可靠性的。
  问:在气候科学的领域,哪些领域已经研究得比较清楚了,哪些还需要更多的深入研究?
  张称意:我觉得本世纪我们经历的气候变化,包括气候变化的起因,已经是有足够的证据证明了。我们还需要深入研究的是,到底在这种气候变化对整个地球系统、生命系统的影响是什么,会出现什么变化。我觉得这是特别需要搞清楚的,只有这样才能更好地应对气候变化。
  问:您觉得全球变暖这个事情本身是可以肯定的。另一点,我们要研究气候变化的影响究竟是什么,和气候变化适应方面的问题?
  张称意:对,是这样。说到气候变化的影响,有这样一个例子,也是比较典型的一个例子。英国的大山雀本来是到了春季就迁飞到英国进行产卵繁殖的。但是近几年发现大山雀数量下降很多。大山雀迁飞到英国之后,是依靠当地的几种灌木的种子作为食物进行繁衍的。现在因为英国当地变暖,这些植物开花结果提前了。鸟类自身可能对温度变暖不那么敏感,所以迁飞的时间基本没有变化。植物开花结果提前了,它们没有提前迁飞,还是按照原来的时间迁飞,迁飞来了英国以后食物短缺,对它们的产卵繁殖就有很大的影响。类似这样的事情,我们仅仅知道的是个别的,还有许多不知道的。
  问:国内有没有这样的例子?
  张称意:国内有一些例子,比如说观察到树线的一些变化,还有草原的沙化问题,这都是跟区域性的变化有关系。现在我们国家的草原,特别是草甸草原,分布边界在向东移,东移的幅度非常明显。这与干旱、变暖,特别跟干热有关。
  问:关于水汽的问题,在温室气体中水汽占的比例是最大的。它对温度变化的影响和二氧化碳之间的关系是什么样的?
  张称意:有两点不同。一个不同节能是水汽和其他的温室气体相比,水汽是短寿命的,在大气中的存在仅仅是几天到几个月的时间,不会产生长期效应。在变暖的情况下,全球大气中的水汽含量增多了,这个增多的结果,一个是水汽的温室效应会增强,另一方面是云会增多。云增多就会吸收反射太阳辐射,会产生冷却效应。所以,水汽是有正负效应的,它会对地球的辐射平衡产生什么样的影响,究竟哪个效应更大,还有很大不确定性。这是水汽和其他温室气体有很大不同的地方。
  问:在过去的一年里,美国和欧洲的气候科学家,都经受了来自气候变化怀疑者的巨大压力。在中国有这种事情发生吗?
  张称意:有。我本人也遇到过一些当面的质疑。不过我遇到的大都是学术讨论与争论,这都是非常正常的。有的人不是做气候变化这个学科的,对这个学科不了解,你跟他解释过以后,他也就理解了。
  问:那您遇到过的质疑大都是哪些方面的?
  张称意:按照次序排的话,第一,气候变暖在历史上也有过,现在的变暖不算什么,就是说现在的变暖仍然是地球正常波动,本来地球的气候就是冷一会儿,暖一会儿,所以说这都是很正常的;第二,气候变暖不是人为引起,是太阳辐射等自然因素变动的结果;第三,气候变暖有什么不好呢?。
  问:怀疑论者拿二氧化碳浓度变化曲线和全球均温的变化曲线,然后分析这里面的因果关系,认为是温度升高导致了二氧化碳浓度的变化,您觉得呢?
  张称意:从工业革命以后,二氧化碳浓度就逐渐上升。但是工业革命以后的温度有高有低,进入80年代以后才基本上保持上升的趋势,在以前上升趋势不是特别明显。如果只看工业革命以后,是二氧化碳浓度在前,温度在后。
  如果看80万年以来,地球的温度和二氧化碳的情况,从80万年到最近的250年,确实是温度与二氧化碳有很好对应关系。那个时候确实是自然因素的变化导致了地节能环保球升温,然后把储存在地球陆地中的和海洋中的碳释放出来,使得大气中的温室气体浓度高了,是这样一个过程。
  这样一个过程,恰恰提醒我们,工业革命以来是二氧化碳走在前面,然后接着是温度变化。当温度上升到一定程度,可能会导致贮存在陆地和海洋中碳释放出来,从而加剧气候变化。
  问:是不是大部分的科学家都认为气候变化是事实?
  张称意:在搞气候系统研究的圈子里,我个人目前还没有遇见到这个学术圈有怀疑气候变化的。
  问:怀疑论者有一个论点,他们说IPCC的专家里面,有很大一批不是气候专家,可能是搞地理,搞其他的,加入到IPCC里面,这些专家提供的证据和资料其实也是不可靠的。
  张称意:IPCC目前有三个工作组,出了三本书。这个确确实实是有很多气候学家干不了的事情,也需要非气候学者。但因此就说IPCC提供的证据和资料不可靠,是没有依据的。
  问:美国的怀疑论者,好像背后都有这样的一种动机,做怀疑气候变化方面的研究更容易得到财团的支持。
  张称意:总体来讲,我觉得科学界大部分人还是根据学术研究的结果说气候在变暖,而不是为了得经费去的。恰恰是倒过来的,因为有了一些初步的研究结果了,所以得到了资助。有些国家的气候怀疑论者确确实实是得到了一些财团的支持,有些财团很愿意支持气候怀疑论的。
  问:您觉得这种争论会一直存在吗?
  张称意:科学之争论从来都有。但是具体到气候变化这个问题上,随着气候科学的发展,争论可能会缓解,甚至有一天是会停止的。争论不下去了,就不争了。第一,气候变化如果是到了那某种程度,完完全全无法怀疑,事实就摆在那里,那还有什么话可说!还有一个就是人类的科学进步能够完全理解和解释气候变化了,还有什么好争论的?就像地心学说和太阳学说,现在还有人争论吗?
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