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全球气候究竟为何变暖?

已有 4356 次阅读 2007-10-2 17:04 |个人分类:温景嵩文库

全球气候究竟为何变暖?

——对IPCC报告的几点疑问

(读报有感之二)

 

温景嵩

(天津 南开大学 西南村 691401300071

 

气候问题的严重性越来越突出,理所当然地它引起越来越多的人关注。在不到半年的时间中,竟有我两位学工程的北京师大附中老同学,要和我讨论气候变暖温室气体问题。其中一位,居然拿了他的学生在一次工科的学术会议上发表的讨论温室气体气候变暖的学术论文征求我的意见。我说我现在的课题是气溶胶不研究气候变化。他说但你是学气象的。我说气象科学的范围很广,我搞的是气溶胶粒子的动力学,这是个很渺小的世界。在时间尺度和空间尺度上,它比全球气候变化的动力学要小十几个数量级。所以全球气候变化问题,我不懂,我实在是个外行,您还是另请高明吧。他说:我不管。老同学里只有你是学气象的,不找你找谁?可也是,毕竟气候问题是气象科学的问题,不是工程科学的问题。人家学工的都来搞了,你学气象的又岂能置身事外?于是只好接受下来。一看之下,甚为感慨。原来这位同学对人类活动所排放出的二氧化碳等气体是温室气体,是气候变暖的元凶这一世界气候学家公认的说法有不同意见,从而写了这篇学术论文。这位同学在他的论文中提出了另一种可能性,他认为水汽才是温室气体,正是它在凝结时释放出的凝结潜热才使气候变暖。从气象学的基本观点看,这一说法显然不能成立。由于这位同学不是学气象的,才会有这种不妥当的观点,这应该谅解。然而这位同学在论文中表现出的挑战权威敢于提出自己不同意见的精神,却大大地震撼了我。虽然我对人类活动致使全球气候变暖这一说法也有怀疑,但我不敢像这位同学那样挑战权威大胆提出。相比之下,我倒应该好好地向这位同学学习。正在这个时候,200723许多报纸发表了头一天IPCC的报告(《参考消息》把IPCC译为“联合国政府间气候变化问题研究小组”,《环球时报》却把它译为“联合国政府间气候变化专门委员会”,这个联合国的机构很大,它由全球几百名顶级气候学家和来自113个政府的代表组成)。报告对人类活动导致的全球变暖发出了最严厉的警告,使用了最激烈的语言,并且预测整个21世纪气温都会出现破坏性的加速上升,报告预言这会引发更多的暴雨,大风暴,干旱,热浪,以及全球海平面的缓慢上升。并且预测到本世纪末2100年,全球平均温度会升高1.16.4度,海平面会升高1859厘米。报告还进一步宣称,不管人类现在采取甚麽样的控制大气污染措施,都无法解决问题,当前这一气候变暖趋势还会持续数百年。看来问题很严重。而且随后引起的争论也越来越尖锐。这都促使我中断原来对科技问题的写作计划,临时插进这篇讨论气候问题的文章,我感到现在确有必要放弃我原来的甘居外行不敢碰气候问题的胆怯心理,哪怕是提出几点疑问,也应该向那位同学学习。因此就有了这篇文字,以参加这场尖锐的争论。

 

人和自然

说来凑巧,我1957年北大气象专业毕业后参加的第一个工作就和气候问题有关,这个课题叫做“改造我国西北地区干旱气候”。那是在1958年大跃进年代。在解放思想敢想敢干的号召下,中国科学院大气物理所(当时还是老地球物理所的第二研究室,1966年它才从老地球所分出来,独立成所)的气候组提出了这个宏伟的改造西北地区干旱气候计划。这个计划马上得到了科学院,中央有关部委以及甘肃省委的大力支持,当时的甘肃省委书记张仲良高兴地对老地球所所长,中国科学院院士和我国气象科学的奠基人赵九章老先生说:龙王爷来了!于是我们这些头一年进所已分配到叶笃正先生领导的天气组,然后马上下放到农村劳动锻炼的年轻人,立刻被召回并被支援到由朱岗昆和高由禧两位先生领导的气候组,参加到这场轰轰烈烈的科技群众运动中来。大家满怀着改造自然征服自然的豪情,斗志昂扬地立即投入了这场运动。然而自然可不是那么容易被征服的,几年下来成效不大,距改造干旱气候的伟大目标还遥遥无期。接着就到了三年困难时期,中央提出了新的“调整,巩固,充实,提高”的八字方针。大家在这个新方针的指引下冷静下来,坐下来总结经验。几年来的实践经验使我们深深地认识到,我国西北地区干旱气候的形成,是大自然的伟力作用的结果,和这一伟力相比,我们人类的力量实在是太渺小了,不可能用这一点点力量去改造大自然,更不用说去征服自然。龙王爷只存在于神话之中,在现实世界中并不存在。结论就只能是:收起这一“宏伟的”计划,下马。与此同时,中央气象局在大跃进年代成立的“人工控制天气研究所”,也降格改名为“人工影响天气研究所”。几年来的实践经验告诉人们,相对于自然力,人类的能力是微不足道的。人类通过科学研究可以认识自然规律,使之为人类的生活和生产服务。也可以采取一些措施加以影响,如上面提到的人工影响天气。而气候则是不可改造的,天气也是不可控制的,它超出了人类现有的能力,不属于人类可以控制的事物范围。相应地,在大跃进年代,各地气象部门普遍大搞的人工降水工作,也就正名为“人工增雨”。原来人类并不是万能的。不仅晴空万里的天气,无法通过人工作用使之降水,就是一般有云的天气也不行。只有天上已经形成可以自行产生自然降水的雨云,此时再加上适当的人工影响措施,才有可能增加点降水,所以正名为“人工增雨”十分合理。即令如此,也还有一个难题困扰着人类。即:人工增加的雨量究竟有多大?由于目前对雨云自然降水的天气预报工作还停留在定性预报,报不出一片雨云究竟会在哪一个确切的地点和确切的时刻产生出多少确切的自然降水量;更有甚者,目前的预报还停留在概率性预报阶段。也就是说无法确知这片雨云究竟会不会产生自然降水。在这样的对雨云认识基础上,要想分辩出人工增加的降水量究竟有多大,就是一个难以解决的科学问题。

在以上两点认识的基础上,自然会使我对所谓人类活动排放出的二氧化碳等温室气体是当前全球气候变暖的元凶,而且其后果还会持续数百年,对这一说法产生深深的怀疑。

如果人类的活动连小小的一片我国西北地区的干旱气候都改变不了,那怎么还会改变整个地球的气候呢?

如果人类对眼前的这片雨云会不会下雨,会下多少雨都说不清楚,那怎么能说清出几百年后的事情呢?众所周知,短期的24小时天气预报都无百分之百的把握,中期预报就更差,长期预报准确度就差得更远。现在的气候预报则报到了百年甚至数百年,不知这种预报可信度究竟有多大?IPCC又是如何证实其预报的可信度?

下面本文将进一步对IPCC报告提出三点具体疑问。

 

 

IPCC怎能把自然力的原因排除在外?

气候变暖已是不争的事实,现在连一般老百姓从自己的日常生活中也都感受到气候在变暖。问题是原因何在?IPCC的答案是人类活动排放出的二氧化碳等温室气体。具体地说是自人类在18世纪60年代工业革命开始后二百四十年来排放出的温室气体造成的后果。尤其是在第二次世界大战后这六十年来加速排放二氧化碳的结果。事情果然是这样造成的吗?

全球气候不是第一次变暖,冷暖交替才是气候变化的规律。早在工业革命之前,整个人类文明史中就不断的发生过冷暖交替。例如我国唐朝300年的统治时期,其中的前一半处在气候温暖期,后一半却处在冷湿期,这时工业革命还没有发生,显然那时的冷暖交替是自然力造成的结果。最有可能的自然力,应该就是太阳活动的变化。更早一些,在地球的地质时代,冰期和间冰期的交替出现正是这一时期气候变化的特点,那时甚至人类还没有出现,显然那时的更为严重的气候冷暖交替应该更是自然力造成的,这个自然力应该也与太阳紧密相关。既然如此,那怎么能说这一次地球变暖就与自然力无关,与太阳无关,就一定是人类活动造成的?事实上,国际科学界对此也有不同的看法。在IPCC发布了它最严厉的警告之后的一个月,200738的《环球时报》上一篇《地球变暖谁是真凶?》的文章,就曾报道了这方面的不同意见。据这篇报道介绍,英国的电视四台不久将播出的一个纪录片称,“人类活动造成气候变暖是现代社会的最大骗局”。并进一步明确地指出太阳活动才是这次地球变暖的真凶。该纪录片还指出,“人类活动使全球变暖”是一个“价值数十亿美元的全球产业,这个产业由狂热的反工业化环境主义者制造,由科学家兜售的可怕故事来筹资,还获得了政治家和媒体舆论的支持”。据报道,此纪录片得到了一批专家的支持,包括9名气象学,海洋学,生物地理学等方面教授的参与。这些专家来自国际一些著名的大学和研究机构,如美国的麻省理工学院,法国巴黎的巴斯德研究所,丹麦国家航天中心等。参加纪录片的加拿大渥太华大学的古生物学家克拉克教授说,全球变暖可能由太阳活动加剧造成。这一点可以从南极冰核取样得到支持,该样本显示,地球这次温暖期,早在二氧化碳排放量增加前800年就开始了。英国的一家学术刊物也有报道,地球变暖的原因是,太阳辐射处于近1000年来最强烈的时期。此外美国的一个由49家工商公司组成的全球气候联合会,也持有气候变暖原因在于太阳的观点。当然以上论点不是国际气候学界的主流意见,而且据说以上这些观点已被主流意见所反驳。然而在学术问题上应该与政治问题不同,在这里不应实行少数服从多数的原则,应该允许少数人保留意见,应该在少数意见被反驳后,允许他们通过进一步的工作对反驳者进行“反反驳”。这才有利于真理的最终发现。果然在稍后一周的315的《参考消息》上以《太阳系其它星球也在变暖》为题,又发表了《美国生活科学网站》于312发表的一篇文章,该文题为《地球和其它星球变暖的原因在于太阳》。看来,国际科技界还是有地方可以发表不同意见的,这很好。这篇文章报道说,与此次地球变暖的同时,太阳系的其他一些星球也在变暖,例如,火星,冥王星,海王星的海卫一以及木星等。对此,俄罗斯的天文学家圣彼得堡的普尔科沃夫天文台台长阿卜杜萨马托夫就明确地表示,他反对国际气候界的结论,主张太阳是真凶。他说:“人为的温室效应只是造成近几年地球变暖的一小部分原因,它不能与太阳辐射量的增加相匹敌。大规模的升温和变冷现象将在地球和火星上同时出现。”当然争论还在继续。主张人类活动造成气候变暖的气候学家们也仍然在继续反对他这个太阳是真凶的论点。譬如有的反对者认为火星之所以变暖,是由于所谓“米兰柯维奇旋回”效应,也就是火星轨道和斜度发生变化的结果。然而,所谓“米兰柯维奇旋回”效应是一种超长期的效应,其周期可达万年到十万年,最早是应用在地球轨道要素的变化,从而能解释地球的地质时代第四纪冰期中亚冰期与亚间释冰期与温暖期的气候冷暖变化。因此不大可能用来解释这种近年来才发生的气候变暖。还有的反对者认为太阳活动的周期是11年,这种变化带来的太阳辐射量的改变仅在千分之一左右,不足以解释现在的地球变暖。然而,太阳活动的周期不大可能仅仅存在一种11年周期。更长的百年周期,几百年周期以及千年周期也应该存在,例如唐朝300年间气候冷暖变化应该就是反映了当时太阳的几百年变化周期。因此本次太阳系的一些星球,包括地球的升温很有可能主要就是由这种百年到数百年周期太阳活动所形成。无论如何,关于太阳活动以及关于太阳系中一些星球活动的问题,天文学家的意见不是应该比气候学家的意见更有说服力吗?

 

 

IPCC的数据可信度究竟有多大?

人类原来对气象要素的观测只限于测量气温,气压,风向风速和湿度,没有二氧化碳的测量。只是到了20世纪30年代才有一些个别的测量。人类正式观测大气中的二氧化碳含量是从1958年开始。到现在并没有听说这项特殊的气象要素观测,已经推广普及到整个气象观测台站网。气象台站网的常规观测仍然是温压湿风。天气学家们预报全球的天气变化依据在全球布点的台站网所获得的实测气象数据,这个网并覆盖了三维大气状况,一直向上伸展到高空。那么现在IPCC预报人类活动造成的全球的气候变化,他们所依据的二氧化碳的观测数据有没有覆盖全球?还是仅仅个别的测点?这些测点有没有代表性?另外,对二氧化碳的观测有没有覆盖到上空,还仅仅是地面观测?更有甚者,IPCC讨论的是人类自工业革命以来所排放出的二氧化碳对气候的影响,那么他们是如何从现在的实测二氧化碳的数据中分辩出来人类自工业革命二百多年来排放到大气中的这一部分量值呢?这是一个关键问题。经过对手头不多的资料的调查,原来国际气候学界已确认了一个基本值,即18世纪工业革命前的全球大气中二氧化碳的平均值。以此为基准,后来测出的量值都高于此值,那就被认为是人类活动排放出的二氧化碳。然而前已指出,人类正式测量大气中的二氧化碳含量始自20世纪中叶,而工业革命发生在这之前二百多年,那么这个二百多年前自然界原有的二氧化碳基准值又由何而来?显然它不可能是实测值,而是推算出来估算出来的。这个推算出来的基准值,以及从工业革命开始以后一直到人类正式开始测量二氧化碳以前的二氧化碳含量数值显然也都是推算出来估算出来的,对此人们自然要问这些推算出来的数据就真的那么可信吗?IPCC的专家们又是如何来证实这些数据的可信度?众所周知,天气学家根据全球气象台站网所实测出的数据预报天气变化还常常报不准,而且预报期限越长其准确度就越差,那么现在IPCC根据推算出来估算的数据,预报人类活动会造成百年甚至几百年后的全球气候变化,其准确率又有多大?IPCC又是如何来证实它的准确度?

 

 

全球气候变暖仅仅是件有害无利的事吗?

全球气候正在变暖已是无可争辩的事实。对此,除了前面讲的变暖原因还是一个有争议的问题以外,还有一个不能算不重要的问题,即:气候变暖究竟是一场灾难,还是一件既有弊也有利的事?IPCC对此选择了前一个答案。它说这是一场破坏性的气温的灾难性上升,并由此向全人类发出了最严厉的警告。然而事情往往是既有弊又有利,气候的变暖也不一定只有弊的一面。例如我国唐朝300年的统治时期,前一半处在唐朝兴盛时期,而这时刚好处在气候温暖时期,后一半处在唐朝衰亡时期,而这时的气候却变冷了。又例如更早的地质时代中的白垩纪,其气候远比现在的地球还温暖,温室气体也远比现在还多,高达5倍,所造成的生态环境却不坏,那时的地球上水草繁茂,巨大的恐龙到处横行(见《环球时报》200738)。因此,我感到说全球气候变暖既有其弊,又有其利的一面才是一个更全面更稳妥的说法。科学家的任务,应该是引导人们去趋利避害,这样才能比较妥当比较正确的解决好人类所面临的气候变暖问题。

 

以上就是我对IPCC报告具体的三点疑问。在结束我这篇文字的时候,我要再次声明我不是搞气候变化的专业人员,以上所讲的都是些外行话,可能要使气候学家们见笑了。然而现在IPCC是对全人类发出了它最严厉的警告,它的决定已经影响到世界各国千家万户的生产生活,所以我觉得IPCC的专家们还是多做些科普工作为好,把老百姓心中的各种问题都解释清楚,才会有利于动员广大群众更好地贯彻执行诸如《京都议定书》中关于减少温室气体排放的各项决定,才会使世界各国千家万户更好地更自觉地渡过这一气候变暖时期。此外也还要声明,我并不反对减少排放温室气体,更不反对环境保护。相反,我拥护减排,拥护环保工作,这有利于人类社会卫生保健事业的发展,有利于生态环境健康发展。只是我对人类活动导致的大气污染,其作用竟然大到可以改变全球气候这一点想不通。对此,欢迎各位气候学家多多赐教,更欢迎对气候变暖问题以及对环保问题感兴趣的朋友们,一同参加讨论。

(初稿开始写于2007310完成于2007322

后记:此文写成后当天曾通过电邮发给70多位朋友。出乎意料,这次引来的反响较之前两篇讨论科技问题的文章更为迅速和热烈。看来气候变暖问题,确实是现在人们所关心的。与此同时,报纸也在继续对此问题发表评论和报道。比较重要的有《光明日报》记者对我国一位影响力颇大地位颇高的气候学家的专访。在专访中那位气候学家对IPCC的报告作了解释,然而我却看不出有说服力。根据以上情况,我感到有必要再在这里补充以下几点。

后记之一。那位专家的解释中有两条值得讨论。一是他说近年来的二氧化碳含量的增加与气候变暖同步,所以二氧化碳是气候变暖的原因。二是他说气候变化的周期是10万到20万年,按照这个周期现在气候应该变冷,但它不但不变冷反而变暖了,这又说明二氧化碳是气候变暖的原因。然而这两点论证仍然可疑。第一,同步的两件事就会成为因果关系吗?显然不一定。相反,有时不同步反而是因果关系。例如,滞后关系。“大暑”在“夏至”之后一个月才发生;“大寒”也是在“冬至”一个月后才发生。第二,怎末能拿地质时代超长周期(10万到20万年)的气候变化来说明近几年才发生的事?还有,气候变化难道只有一个超长的10万到20万年周期,而无其他周期吗?我国唐朝300年气候变化不是说明还存在几百年变化周期吗?前几天也是在《光明日报》上报道的,我国生物气候专家从新疆树木的年轮研究中发现近320年来气候经历过8次变化,这不正说明在近320年中存在着平均为40年周期的气候变化吗?显然,如果人们能拿气候的几十年到上百年周期的变化来讨论近年来的气候变暖,这才更有说服力。

后记之二。有朋友来信说,认为太阳活动是气候变暖的唯一因子也不对,二氧化碳污染应该也是一个因子。在我这篇文字中,我并没有主张太阳活动是唯一因子,我只是对IPCC主张二氧化碳是唯一因子有怀疑。实际上我同意本文所引的俄罗斯天文学家圣彼得堡普尔科沃夫天文台长阿普杜萨玛托夫的观点:二氧化碳只是气候变暖原因的一小部分,它不能与太阳辐射的加强相匹敌。这才是比较全面的观点,然而我自己既不是气候专家,更不是天文学家,所以在本文中,我无法正面提出自己的论点,我只能提出一些疑点,供有兴趣者进一步讨论。

后记之三。有朋友建议,把本文第一段引子删除,另一方面要增加补充以足够份量的气候变化历史的资料和分析,这样才可使本文成为一篇正式的更有说服力的学术论文。这很对,但这超出了我现在写文章的总的宗旨。我已退出科技舞台。我现在的位置,年龄和身体状况都不允许我再投入很大的工作量和很大的精力,来搞一篇正式的学术论文或正式的调研报告。我现在能做的只是在我这个观众席上,提出一点问题,提供另一条思路,发表一点观感而已。如果这些问题,思路和观感对战斗在第一线的年轻朋友们还会有一点参考作用,那就很不错了。有一位也是学工程的北京师大附中老同学来信指出,我这篇文字可以起到“一位老科学家的引导作用”。这话很中肯。如果真如这位老同学讲的那样,我自然会十分欣慰。

(此三点后记写于2007327

 

 



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