深海在吸热与太平洋十年涛动：气候变暖停止了吗？

            杨学祥，杨冬红

据英国《卫报》报道，美国德克萨斯州正在对学校教材进行重新编写，在提交的六年级课本修改稿中称，科学家对全球变暖的诱因存在争议。教材中写道：“科学家同意地球气候正在发生变化，但对变化原因存在分歧。”此外，教材中还写到：“一些科学家认为地球温度在一段时期内有所上升属于正常现象，并预测未来天气将变冷，从而抵消气候变暖的影响。”这一举措遭到主张全球变暖气候学家的激烈反对，但气候变冷的观点确实存在。

气候变暖停止了吗？

东京大学副教授渡部雅浩指出，这从前年开始就已经成为了讨论的话题，虽然温室气体的浓度在不断上升，但自从进入21世纪以来，10年间气温上升率仅为0.03℃，几乎未变化。这种现象叫作Hiatus（全球变暖停滞状态）。

从下面这张图表可以看出，按照气候模型进行的模拟预测，从1960年到2030年，气温会持续上升。直到2000年前后，这张图还与实际观测到的气温变化基本吻合，但在最近10年左右，图中的变暖曲线大大超过了实际值。与之前的10年相比，误差增大了88％。

图1 1960-2030年全球气温变化模拟值和实测值：黑线是2012年之前的观测值，蓝线与红线表示气候模型的模拟。CMIP（耦合模型比较计划）意在比较世界各国的气候模型，还为IPCC（政府间气候变化专门委员会）报告所采用。蓝线是IPCC第4次评价报告使用的第3次CMIP，红线是第5次报告使用的第5次CMIP的结果的平均值，各个阴影表示结果的误差。

http://finance.people.com.cn/n/2014/0123/c348883-24202270.html

气象学家杰夫·托尔夫森（Jeff Tollefson）最近指出，在一份全球大气温度表上，近 16 年来的全球变暖停滞，与之前 20 年的气温快速攀升形成鲜明对比。根据政府间气候变化专门委员会（IntergovernmentalPanel on Climate Change，IPCC）2013-2014 年度评估报告的说法，此前的气候模型预估，1998-2012 年间全球大气温度应该以每 10 年平均 0.21℃的速度上升。但英国东英吉利亚大学（Universityof EastAnglia）气候研究中心（ClimaticResearchUnit）的观测结果却显示，实际的数字只有 0.04℃。

近年来，科学家对变暖停滞现象给出了多种不同的解释，主要集中于 3 个方面：太阳、大气气溶胶微粒（atmosphericaerosolparticles）和海洋。

海洋温度的波动，被科学家称为“太平洋十年涛动”（PacificDecadalOscillation，PDO）。这或许是我们揭开全球变暖停滞之谜的关键所在。太平洋十年涛动的变换周期通常为15～30 年。在涛动处于“正相位”（或称“暖相位”）时，太平洋气候类似于厄尔尼诺现象，会让大气温度升高。在此期间，太平洋东部和中部海域会持续释放热量，直到几十年之后才逐渐变冷，涛动也进入“负相位”（或称“冷相位”）。此时，太平洋气候类似于拉尼娜现象，会把赤道附近的深海冷水抽到海洋表面，让地球变冷。

2011 年，美国国家大气研究中心的杰拉尔德·米尔（Gerald Meehl）带领的一个研究团队撰文声称，如果把太平洋十年涛动规律导入全球气候模型，气候模型预测的全球变暖趋势就会出现 10 年以上的间断。这个研究团队发现，1998 年以后，有更多热量进入深海，从而抑制了大气变暖的趋势。在他们发表的第 3篇论文中，研究团队用数字模型演示了涛动规律的另一重影响：如果太平洋十年涛动进入正相位，太平洋气候就会开始加热海洋表面水体和大气，导致大气温度在未来几十年中急速上升。

关键性的突破则出现在去年。美国斯克里普斯海洋研究所（ScrippsInstitutionof Oceanography）的两位学者谢尚平（Shang-PingXie）和小坂优（YuKosaka）独辟蹊径，把最近几十年来赤道东太平洋海温年代际变化（即以 10 年为时间单位记录到的变化）的真实数据导入数字模型，模拟全球气候变化。他们的模型不仅相当精确地再现了全球变暖停滞现象，还呈现出变暖停滞在季节和空间分布上的不均匀性，比如某些地区会变得更热，而有些地区的冬天会变得越发寒冷。

加拿大气候建模与分析中心（Canadian CentreforClimate Modelling and Analysis）的气候建模专家约翰·法伊夫（John Fyfe）说：“我在读完谢尚平和小坂优的论文之后，思路豁然开朗。”但他也补充道，这两人的模型并不能解释一切。“它回避了一个问题：究竟是什么造成了热带海温的下降？”

特伦贝斯和他在 NCAR 的同事约翰·法苏洛（John Fasullo）把信风与海洋数据引入模型，以期解释升温停滞现象。他们的研究指出，热带信风如果受到拉尼娜现象的影响，就会将温暖的海水推向西方，最终把热量送入深海，使赤道东部海域的冷水上涌。在极端的天气条件下，比如在 1998 年拉尼娜现象发生时，热带信风可能会一举把太平洋推入十年涛动的“冷相位”。一项针对历史记录的分析研究支持了特伦贝斯和法苏洛的假说。分析显示，太平洋十年涛动的“冷相位”，与第二次世界大战后几十年间的全球性气温下降，在时间上恰好吻合，而“暖相位”则与 1976-1998 年间全球气温急剧上升的时期吻合。

美国哥伦比亚大学的气候学家马克·凯恩（Mark Cane）说：“我认为，这一证据已经十分明确……全球变暖停滞与气溶胶或者平流层水蒸气都没什么关系。它的真正成因，是近十几年来赤道东太平洋的海温变冷了。”

http://daily.zhihu.com/story/3936789

温室气体迅速增加，全球变暖却停滞不前，这意味着自然变冷的因素在不断增强，早在2003年我们就提出了太平洋十年涛动（PDO，亦称为拉马德雷现象）冷位相导致气候变化的警告和机制。

2003年在《世界地质》第4期发表论文《太平洋环流速度减慢的原因》，指出太平洋十年涛动位相变化对太平洋环流速度变化的作用，2000年“拉马德雷（亦称为太平洋十年涛动， 英文缩写PDO）”进入“冷位相”阶段使地球系统出现了一系列反常现象：

据最新气象卫星云图预测，从2000年开始，“拉马德雷”正在进入“冷位相”阶段，这将使“拉尼娜”现象的影响加剧，对全球气候产生重大影响。“拉马德雷”是一种高空气压流，分别以“暖位相”和“冷位相”两种形式交替在太平洋上空出现，每种现象持续20年至30年。近100多年来，“拉马德雷”已出现了两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生于1890年至1924年，而1925年至1946年为“暖位相”；第二周期的“冷位相”出现于1947年至1976年，1977年至90年代后期为“暖位相”。当“拉马德雷”现象以“暖位相”形式出现时，北美大陆附近海面的水温就会异常升高，而北太平洋洋面温度却异常下降。与此同时，太平洋气流由美洲和亚洲两大陆向太平洋中央移动。当“拉马德雷”以“冷位相”形式出现时，情况正好相反。如果“暖位相”的“拉马德雷”与“厄尔尼诺”相遇，将使其更强烈，出现的次数更频繁；假如“冷位相”的“拉马德雷”与“拉尼娜”现象相遇，那么“拉尼娜”将显示强劲的势头，出现频繁。2000年“拉马德雷”进入“冷位相”阶段使地球系统出现了一系列反常现象，其前发生的1997~1998年厄尔尼诺事件和其后发生的1998~2000年拉尼娜事件都异乎寻常的强烈。

显然，1977~2000年的“拉马德雷暖位相”与30年来南极半岛增温海冰减少以及太平洋环流速度减慢有非常好的对应关系。

2004年提出地球已进入变冷周期的警告：

正当全球变暖的证据铺天盖地而来之际，地球变冷的信息悄然而至。透过表面现象看本质，地球气候变化的动力机制已发生重大的变化，预示一场类似20世纪50-70年代的变冷过程正在到来。

我在2004年指出，2000年“拉马德雷”进入“冷位相”再次提醒人们：警惕全球迅速变冷！

http://www.envir.gov.cn/forum/20042732.htm

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=2277&do=blog&id=533501

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-534189.html

2005年在《世界地质》第1期发表题为《大气、海洋与固体地球的能量交换》的论文，明确指出2000年进入PDO“冷位相”，变冷应该是自然的发展趋势。

在20世纪的气候记录中有两段时期全球气温明显变暖：1925~1944年，1978~2000年。它们与拉马德雷暖位相1925~1946年和1977~1999年对应，也与1979~1998年地球扁率变小以及1972~1999年地球自转减慢相对应。

由于日月引力可产生大气潮、海洋潮和固体潮，所以强潮汐可激发大气、海洋和固体地球的能量传输和物质交换，从而对地球排气、瓦斯爆炸、井喷、地震、火山和厄尔尼诺事件有激发作用。

陆、海、气中的能量相互作用和物质相互交换是全球变化的主要原因。拉马德雷冷位相意味着一个变冷的自然趋势的到来，类似于1946~1976年的变冷情况应该得到合理的解释。2000年拉玛德雷进入冷位相、1998年地球扁率开始增大和1999年地球自转开始加速，表明地球系统正在发生一致性的转折。自1999年开始，连续五年的地球自转加速和地震活动增强应引起世界关注。

2011年在《地球物理学报》第4期发表题为《地震和潮汐对气候波动变化的影响》的论文，强调了潮汐和地震对气候变冷的作用：

2004年12月26日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”是一种合理的解释。根据“潮汐调温说”和“深海巨震降温说”理论，2005年以后全球气温将因为地震海啸和强潮汐南北震荡而降低。2009年11月至2010年1月低温暴雪袭击北半球，西方科学家也承认2000-2010年气候的自然变化抵消了全球气候变暖效应这一客观事实。潮汐振荡可以解释全球气温的准60年变化，海洋及其边缘的强震能够将深海冷水翻上表面，使全球气候变冷。所以，强震和强潮汐与低温密切相关。本文讨论了强震和强潮汐与低温和太平洋十年涛动的关系。

PDO是一种高空气压流，其“暖位相”和“冷位相”两种形式分别交替在太平洋上空出现，每种现象持续近二十年至三十年。近一个世纪以来，PDO已经出现两个完整的周期。第一周期的“冷位相”发生在1890—1924年，而“暖位相”发生在1925—1945年；第二周期的“冷位相”发生在1946—1976年，而“暖位相”发生在1977—1999年。2000年进入第三周期的“冷位相”。气候的温暖期对应暖位相，寒冷期对应冷位相。

2006年以来，我们研究了潮汐和地震在“太平洋十年涛动”冷暖位相转换中的作用。“太平洋十年涛动”的研究为2010年初的低温暴雪提供了一个可能自然机制。

2000年查尔斯·季林（Keeling）提出，强潮汐把海洋深处的冷水带到海面，使全球气候变冷，形成的全球气候波动周期大约为1800年。在十五世纪小冰期时期，潮汐强度为最大值，以后开始减弱，直到3100年潮汐强度又将达到最大值。潮汐调温效应使地球的温暖期从小冰期末期一直持续到二十四世纪，而后随着潮汐的增强，地球的气候将逐渐变冷[18]。

潮汐高低潮还有200年左右的明显周期变化。其中，1425年、1629年两次峰值对应小冰期时期，1770年的峰值对应18世纪的低温，1974年的峰值对应20世纪70年代的气候变冷。特别是54-56年周期（太平洋十年涛动周期），在全球气候变化中有非常明显的作用。

2002年郭增建提出“深海巨震降温说”：海洋及其周边地区的巨震产生海啸，可使海洋深处冷水迁到海面，使水面降温，冷水吸收较多的二氧化碳，从而使地球降温近20年。20世纪80年代以后的气温上升与人类活动使二氧化碳排放量增加有关，同时这一时期也没有发生巨大的海震。巨震指赤道两侧各40o范围内的8.5级和大于8.5级的海震[10]。2004年12月26日印尼地震海啸后，全球低温冻害和暴雪灾害频繁发生。郭增建的“深海巨震降温说”是一种合理的解释。

郭增建等人指出，9级和9级以上地震与北半球和我国的气温有很好的相关性。1868年以后的北半球温度下降与1868年和1877年间的智利两个Mt9.0级大地震有关。1900年以后的北半球的温度下降可能与1906年厄瓜多尔Mw8.8级大地震以及太平洋和印度洋周围大量Ms8级以上的大地震的数量特多有关。1952年之后的温度短时下降以及1960年以后的明显的长时段下降可能与1952、1957、1960和1964年的4次Mw9.0~9.5级的环太平洋大地震有关。由于1960年智利特大地震为Mw9.5级，1964年阿拉斯加大地震为Mw9.2级，所以1960年以后北半球和中国气温下降明显，而且持续时间也很长。1833年苏门答腊9级地震、1837年智利瓦尔的维西9.25级地震和1841年堪察加9级地震组成一个9级以上地震小高潮，对应1833年之后气温的低水平段[19]。

http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-828062.html

表1  1890年以特大地震和PDO冷位相对应关系

Table 2  Relation between thestrongest earthquakes and PDO from 1890 to 2011

 注: 括号内为1900年以来国外数据，？表示预测

强潮汐和深海大震将海底冷水翻上表面，使海洋表面海水降温，使海洋底层冷水升温，从而导致大气降温和全球变暖停滞。

参考文献

杨学祥. 2003, 太平洋环流速度减慢的原因. 世界地质, 22(4): 380-384.

杨学祥. 大气、海洋与固体地球的能量交换. 世界地质, 2004, 23(1): 28-34

杨冬红，杨德彬，杨学祥. 地震和潮汐对气候波动变化的影响[J]. 地球物理学报，2011，54（4）：926-934

杨冬红，杨学祥. 全球气候变化的成因初探. 地球物理学进展. 2013, 28(4): 1666-1677.

杨学祥。地球已开始进入变冷周期。上传日期：2004-3-18上海环境热线绿色论坛。http://www.envir.gov.cn/forum/20042732.htm

德克萨斯州提议重写教材否认气候变化系人为导致

2014年09月26日09:25    来源：人民网-环保频道

据英国《卫报》报道，美国德克萨斯州正在对学校教材进行重新编写，增加否认气候变化存在的文章。教材修改稿已于近日提交德克萨斯州教育委员会进行公开听证。

在提交的六年级课本修改稿中称，科学家对全球变暖的诱因存在争议。教材中写道：“科学家同意地球气候正在发生变化，但对变化原因存在分歧。”

德州自由网络与国家科学教育中心发布研究报告指出，以上这一表述可能对学生产生误导。“科学家们对气候变化的原因不存在争议，绝大部分（97%）的气候研究报道以及大部分气候学家（仍为97%）均发表研究成果，同意人类活动对气候变化产生影响的论点。”

来自美国国家科学教育中心的明达·博贝克（Minda Berbeco）在一项声明中表示，教材修改稿中的虚假信息会侵害德州新一代青少年，而他们终将面对气候变化。“气候变化将成为德州居民未来需要解决与面对的主要问题，他们需要的课本应该以真正的科学为依据，从而帮助他们应对未来的气候挑战。”

德州自由网络组织主席凯西·米勒（Kathy Miller）认为教材修改稿是在有意迎合左翼茶党的政治主张，因为德州议会里的大多数共和党员否认全球变暖，或反对采取任何行动来遏制气候变化。

此外，教材中还写到：“一些科学家认为地球温度在一段时期内有所上升属于正常现象，并预测未来天气将变冷，从而抵消气候变暖的影响。”对此，美国国家科学教育中心表示这种言论实属谬谈。“我们没有发现当前有任何气候学家预测气候将变冷（这不是事实，笔者注）。”在针对六年级和八年级的课本修改稿中还出现了有关臭氧层变薄诱因的虚假信息。（顾璨编译）

http://env.people.com.cn/n/2014/0926/c1010-25740554.html

东京大学教授渡部雅浩：气候变暖停止了吗？

2014年01月23日08:23    

温室气体的浓度不断上升，而地球气温的升高却出现了停滞——最近1～2年，Hiatus（变暖停滞）现象成了热门话题。针对Hiatus现象，记者采访了东京大学大气海洋研究所气候系统研究系副教授渡部雅浩，他在日本文部科学省气候变暖研究项目“气候变化风险信息创生项目”中，担任近未来气候变化预测研究课题代表。（采访人：田中太郎，《日经商务周刊》）

深海在吸热

——最近天气变冷，让人几乎忘记了气候变暖问题。实际上，进入21世纪后，地球气温的上升好像停止了似的。

渡部：这从前年开始就已经成为了讨论的话题，虽然温室气体的浓度在不断上升，但自从进入21世纪以来，10年间气温上升率仅为0.03℃，几乎未变化。这种现象叫作Hiatus（全球变暖停滞状态）。

从下面这张图表可以看出，按照气候模型进行的模拟预测，从1960年到2030年，气温会持续上升。直到2000年前后，这张图还与实际观测到的气温变化基本吻合，但在最近10年左右，图中的变暖曲线大大超过了实际值。与之前的10年相比，误差增大了88％。

黑线是2012年之前的观测值，蓝线与红线表示气候模型的模拟。CMIP（耦合模型比较计划）意在比较世界各国的气候模型，还为IPCC（政府间气候变化专门委员会）报告所采用。蓝线是IPCC第4次评价报告使用的第3次CMIP，红线是第5次报告使用的第5次CMIP的结果的平均值，各个阴影表示结果的误差。

——为什么会出现这样的现象？

渡部：Hiatus的原因众说纷纭，有人认为是“恰逢太阳活动不活跃的周期”，有人认为是“平流层的水蒸气在减少”。但每一种说法都无法给出完美的解释，所以上述说法应该不是主因。

从地球整体能量平衡的数据来看，吸入的能量纯增，进入2000年后，地球处于加温状态。因此，如果分成外因和内因，温暖化停滞的原因应该出在内因上。我们的研究把目光投向了海洋，探讨是否是海洋深层部分的热吸收变得活跃了。

——您的意思是，因为海洋的热吸收变得活跃，所以全球变暖看上去像是停止了？

渡部雅浩

东京大学大气海洋研究所气候系统研究系副教授。1971年出生于神奈川县。2000年完成东京大学研究生院理学系研究科地球行星科学专业博士课程。获得博士（理学）学位。曾荣获2001年度日本气象学会山本-正野论文奖、2012年度日本气象学会奖。2007年开始担任气象厅异常天气分析研讨委员会工作组长。研究专业是气候力学、气候变化论。2007年～2012年期间负责统筹MIROC的开发，这是日本向CMIP5提出的2个气候模型之一。现在文部科学省气候变暖研究项目“气候变化风险信息创生计划”（2012年～2016年）中，任“年际变化——30年跨度的近未来气候变化预测研究”课题代表。著作有《型态转变——气候变化与生物资源管理》（合著）、《气候变暖的科学》（分担执笔）等

可以直接证明这一点的证据是地球整体海面的水位变化。人造卫星的数据显示，海面水位一直在不断上升。水位上涨最大的原因是海水升温膨胀，但海面温度的变化并不大。升温的地方应该另有他处。那就是水深700米～2000米的深层。

从海水水温的观测数据来看，在2000年以前，海面的水温不断上升，而深层变化不大。但以2000年为界，海面的水温上升减缓，深层的水温则开始快速上升。这表示在最近十几年，海洋深层的热吸收变得活跃了。如果把太平洋沿南北一分为二，立体进行观察，截面上存在一个U字型的温暖水域。

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东京大学教授渡部雅浩：气候变暖停止了吗？【2】

2014年01月23日08:23    

与太平洋十年涛动联动

——这不是模拟，而是实际观测得出的结果？

渡部：在演讲等场合，我也经常碰到“那么深的海洋能观测吗？”之类的提问，现在，在全世界的海洋中，漂浮着3000多个叫作“Argo浮标”的观测仪器，可以检测到水深2000米的水温和盐分，基本可以覆盖整个地球。

——我不太理解为什么海洋下层的水温会比上层的水温升得快。

渡部：可以考虑的理由是洋流在运输热量，但非常遗憾，我们还没有洋流的数据，因此现在正在致力于研究如何通过模拟方式尽可能地进行详细解释，原理还有待于验证。

——Hiatus会不会结束？

渡部：深层升温的现象与发生周期为10年～20年的太平洋海面水温的自然变化（PDO：太平洋十年涛动）是联动的。换言之，在热带地区水温降低、日本等中纬度地区水温升高的时期，Hiatus就会发生。由此可以推测，Hiatus至少部分具有自然变化的性质。

我们正在研究能够在何种程度预测10年后近未来的气候。通常来说，气候模型不套用近期的观测值，而是从19世纪到现在连续进行计算，这一次，为了反映出Hiatus，我们尝试事先在模型中套用最近的海洋观测值进行了计算。

结果显示，气温瞬间便恢复到了原本的上升趋势。由此可以推测，Hiatus将结束，海洋不再吸收热量，气温重新开始上升。但全世界有10个以上的团体在进行近未来预测，大家都认为气温会回到上升趋势，但预测的时间各不相同。从目前的情况来看，Hiatus结束的时间还不好说。

——深层如果蓄热过多，酷暑、暴雨等极端恶劣天气（异常天气）会不会增加？

渡部：应该还是表面水温变化的直接影响更大。对气候变暖与2013年酷暑有多大的关系进行分析，其结果显示，造成酷暑的一个原因是太平洋高压非常强，而高压强是因为太平洋西部的印度尼西亚附近水温高，对流活动频繁。印度尼西亚附近的水温高是十年涛动的产物。

单从对于日本的影响来看，如果Hiatus结束，应该不会再出现像现在这样容易造成酷暑的状态。

变暖并不等同于异常天气

——是不是不能把变暖与异常天气划等号？

渡部：我认为变暖并不等同于异常天气。二者的关系不是一刀切，而是含有众多的因素，能够以变暖为由进行解释的部分恐怕只占其中的几个百分点。

袭击菲律宾的第30号台风令人印象深刻，现在，我们刚刚与日本国内的多家研究机构合作，开始计算变暖能够使这种超级台风的发生概率增加多少。要想揭示变暖真正的影响，必须要花时间进行研究。

——为什么想要揭开Hiatus现象的谜团？

渡部：我们的研究是使用气候模型预测未来的变暖情况。要预测未来，至少要能够重现过去的现象，否则模型就无法具备说服力。因此，我们才试着追本溯源，以查明Hiatus的原因。

这一次我们发现，如果不采用在气候模型中套用观测数据进行计算这种新型变暖预测方式，就无法重现Hiatus。对于气候模型的使用方式，需要作出新的改进。

——IPCC（政府间气候变化专门委员会）预定于2013年到2014年期间发布的报告是否会提到Hiatus现象？ 

渡部：IPCC的第5次报告基本没有提到出Hiatus现象。这是因为在报告执笔期间才开始有了关于Hiatus现象的讨论，而报告是优先记述评价已经确定的事物。之后的报告或许会出现相关的内容。（日经技术在线！供稿） 

(责编：值班编辑、庄红韬)

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