冰冻效应

 

　　让气候学家最担心的反馈部分是地球上冰的减少。例如，许多气候模型并没有成功预测今年夏天北冰洋海域海冰的急剧减少。尼斯贝特说：“这是模型方面的极大失败。”格陵兰岛和南极洲的冰川也在迅速消失。

 

　　为了弄清楚这是怎么回事，科学家一直在进行卫星和地面测量手段，绘制格陵兰岛冰川图，还在南极冰架下安放了探针。美国大气研究中心(National Center for Atmospheric Research)资深科学家杰里•米尔(Jerry Meehl)透露，科学家见到了以前没有见过的东西。

 

　　在格陵兰岛，伍兹霍尔海洋研究所的冰川学家莎拉•达斯(Sarah Das)看到，一个冰水融化的湖泊突然流入914米厚的冰川的缝隙中。水流速度大到足以将巨大的冰川与基岩分离，从而加速冰川滑入海洋。在阿拉斯加，普费弗有数据显示，巨大的哥伦比亚冰川滑入海洋的速度从1米/天增加到15～20米/天。

 

　　南极洲和格陵兰岛沿岸，漂浮在海上的大冰架正在垮塌，这警告我们，冰架有多么不稳定。温暖的海水从下面蚕食着冰架，同时温暖的空气从上面打开一个个裂缝。冰架能够起支撑作用，以免基部在海底的冰块，以及邻近的陆上冰川在重力作用下滑入海中。虽然浮冰融化不会引发海平面上升，但水下的冰川却可以。阿利说：“我们正在努力探索海平面上升是否显著高于预期。”

 

　　冰块减少令人恐惧，不仅是因为它们会使海平面上升，还因为它们会触发强大的反馈机制。冰能将阳光反射回太空。没有冰块后，颜色较深的陆地和海洋会吸收更多的太阳热量，融化更多的冰。地球表面反射率的变化可以解释，古气候记录中那些较小的能量波动是如何被放大的。汉森说：“同样的事情也会发生在今天。”

 

　　到目前为止，只有少数科学家同意汉森对于海平面到2100年可能会上升5米的预测。“但是我们真的不知道，”阿利说，“我仍然比较倾向于我的预测，即海平面上升较小，但我也不想任何人因为我说的话而购买沿岸地产。”

 

　　复杂的变化

 

　　地球上过去的气候波动明确表明，如果我们给予足够的推动力，反馈机制将极大地改变地球。休伯说：“如果我们燃烧我们能够获得的所有的碳，就一定会发生与PETM时期类似的气候变暖。”这也许会有利于北极鳄鱼，但对人类或大多数生态系统没有好处。

 

　　然而，真正让科学家失眠的可能是，即使这些特定的反馈机制近期不会对人类产生威胁，但它们也可能会驱动其他可以对人类产生威胁的机制。这种机制首先可能影响全球水循环。每年都有实例表明，气候变化会从根本上改变区域小气候，带来洪涝、干旱等极端天气。

 

　　拉姆斯托夫最新的一项分析表明，像2010年重创俄罗斯的热浪发生次数提高了5倍，导致这一现象的原因很可能就是已经发生的气候变暖。拉姆斯托夫说：“这是一个重要因素。”新的研究着眼于2011—2012年美国有史以来最暖冬季期间(这个时期欧洲遭遇了有史以来最冷的寒流)北极海冰的损失。其中隐含的机制是：海冰越少，北极海水温度越高。秋季，海洋释放大量热量，改变大气的压力梯度，造成喷流(jet stream，围绕地球的强而窄的高速气流带，集中在对流层顶或平流层，在中高纬西风带内或在低纬度地区都可出现)更大程度地弯曲，从而长期停留在一个地方。这种弯曲使美国东北部冬季更暖和，东欧却更寒冷。

 

　　潜在的生态反馈使整个机制变得更为复杂。例如，美国和加拿大西部气温变暖引起山松甲虫的流行。虫灾导致几十万公顷的树林死亡，森林从碳汇(健康的树木吸收CO2)转变成碳源(死树分解释放CO2)。2007年，炎热导致美国阿拉斯加北坡苔原发生7 000年一遇的火灾，加速了这一区域冻土层融化和碳排放。西伯利亚气候变暖使广袤的落叶松树林开始转变为云杉林和冷杉林。冬天，落叶松的针状叶脱落，积雪会将太阳的热量反射回太空。弗吉尼亚大学的生态学家汉克•舒加特(Hank Shugart)解释说，云杉和冷杉的针状叶不会在一个季节全部脱落，太阳热量还没到达积雪时就已被这些树叶吸收。仅植被变化的反馈就可能使地球温度上升1.5℃。他说：“我们正在玩上了膛的手枪。”

 

　　尼斯贝特的“噩梦”是这样的：首先是甲烷排放量的上下波动，以及非常炎热的夏季造成大规模火灾，排放大量碳。烟和烟雾覆盖中亚，减弱季风，引起中国和印度农作物大面积歉收。同时，根据厄尔尼诺模式，赤道地区太平洋海水温升高往往会给亚马孙和印尼带来干旱。热带森林和泥炭沼泽也发生火灾，释放更多的CO2到大气中，进入气候迅速变暖的快车道。“这是绝对会发生的，”尼斯贝特指出，“我们比我们自己想象的更脆弱。”

 

　　但是，各种反馈会变得有多强大？气候模型能够很好地解释过去和现在，但当用它来预测未来时会失灵。索尔补充说，即使地球现在正处在一个转折点，我们可能也没有意识到。

 

　　对气候政策来说，令人不安的是科学没有明确答案。曼宁说：“我们知道气候发展的方向，却不知道发展的速度。” 然而，科学家认为，不确定性也不能够成为不采取行动的理由。相反，不确定性会让全球更加努力去减少温室气体排放，因为不确定性揭示了气候剧烈变化的风险真的很大。尼斯贝特说：“此刻我们正在做的是，从地质年代的时间尺度上对发生的大事件进行对比，因此，我们会预测，输入现在的数据能得到与过去发生过的事类似的结果。”

 

　　汉森觉得自己如果不对这气候变化这一问题采取行动，就没有办法面对自己的后代。他说：“将逐渐失控的气候系统留给年轻人是不道德的。”

 

　　本文作者

 

　　约翰•A•加里是自由撰稿人，曾任《商业周刊》资深撰稿人，撰写的内容涉及科学、技术、医药和环境。

 

　　本文译者

 

　　闵庆文，中国科学院地理科学与资源研究所研究员。他的主要研究领域包括生态农业与农业文化遗产、生态系统服务与生态补偿、资源生态与区域可持续发展。曹智和白艳莹是他的研究生。

 

　　精彩速览

 

　　科学家认为，如果地球变暖的幅度可以控制在2℃以下，诸如海平面上升等的大灾难就可以避免。

 

　　然而，长期数据显示，在2℃的极限到达之前，有三种全球反馈机制可能导致全球气候以更快速度的变化：冰雪融化进入海洋、土壤冷冻层释放CO2和CH4，以及冰川滑入海洋。

 

　　这些反馈效应将改变大气环流、加重虫灾和火灾的发生，从而加速气候变暖。