王紹武

近幾年，國(guó)內(nèi)外經(jīng)常出現(xiàn)各地遭遇嚴(yán)寒天氣的報(bào)道。一方面人們被告知全球氣候變暖，一方面又是寒冬的頻繁出現(xiàn)，這不是彼此矛盾嗎？

其實(shí)，二者并不矛盾。最新研究表明，頻頻光顧的寒冬可能是氣候變暖的結(jié)果。

氣候是不是變暖了？

如今，全球氣候變暖的趨勢(shì)逐漸得到廣大公眾的認(rèn)可。特別是從20世紀(jì)末到21世紀(jì)初這段時(shí)間，各地冬季很少出現(xiàn)強(qiáng)寒潮天氣，夏季的最高溫度經(jīng)常突破40℃。

那么，氣候是不是變暖了？要判斷全球氣候是否變暖，不能只看一時(shí)一地，而要看全球平均氣溫的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)，如100年中氣溫上升多少，30年中上升了多少。19世紀(jì)50年代開始有了較多的儀器觀測(cè)溫度記錄，所以人們建立的溫度序列，大多從19世紀(jì)中后期開始。世界上共有3個(gè)不同的全球平均溫度序列。由于收集的資料及分析方法不同，3個(gè)序列的結(jié)果略有出入。根據(jù)這3 個(gè)序列，從20世紀(jì)的最初10年到21世紀(jì)的最初10年，全球平均溫度分別上升了0.84℃、0.81℃及0.79℃。因此，可以粗略地講，近百年來全球平均溫度上升了0.8℃。由于大氣中的二氧化碳等溫室氣體是在1750年之后才顯著增加的，所以研究人員經(jīng)常把1750年看作工業(yè)化前，因此人們有時(shí)也說，相對(duì)工業(yè)化之前，全球平均溫度上升了0.8℃。但是，這只是一種近似的說法，因?yàn)?9世紀(jì)50年代之前缺少系統(tǒng)的溫度觀測(cè)。不過，無論如何，全球氣候變暖已經(jīng)是確定無疑的了。早先國(guó)際上還有些人懷疑氣候變暖的結(jié)論，后來由于愈來愈多的證據(jù)表明氣候確實(shí)是變暖了，因此，現(xiàn)在懷疑氣候變暖結(jié)論的人已經(jīng)愈來愈少了。

氣候?yàn)槭裁醋兣耍?/p>

氣候?yàn)槭裁磿?huì)變暖呢？科學(xué)家告訴我們，這是人類活動(dòng)造成的影響。自18世紀(jì)中期工業(yè)革命以來，人們?nèi)紵擞鷣碛嗟拿?、石油、天然氣，再加上砍伐森林，使得大氣中的二氧化碳濃度?750年前后的280ppmv上升到2011年的390ppmv，即：在200多年中增加了40%左右。ppmv代表百萬分之一大氣的體積。從中不難看出，二氧化碳在大氣中的絕對(duì)分量是不大的，只有大氣總體積的萬分之三。但是二氧化碳的變化對(duì)氣候卻有重要的影響。二氧化碳在大氣中的作用好像溫室的玻璃窗一樣，不會(huì)影響到太陽輻射照射到地面，但能吸收地面放射的輻射，從而使地面保持較高的溫度，人們把二氧化碳的這種作用稱為溫室效應(yīng)。如果沒有大氣的保護(hù)，地球表面的溫度就會(huì)降到-18℃，而不是現(xiàn)在的15℃左右。也就是說，大氣的存在使得地球表面的溫度升高了33℃?？梢娙绻厍驔]有大氣包圍，我們是無法生存的?，F(xiàn)在人類活動(dòng)使大氣中二氧化碳濃度進(jìn)一步增加，這就使溫室效應(yīng)加劇，進(jìn)而導(dǎo)致氣候變暖。

但是，全球氣候變暖是不是溫室效應(yīng)加劇的結(jié)果，或者說是不是人類活動(dòng)造成的呢？這在過去20年中始終是一個(gè)被人們熱烈討論的問題，至少已經(jīng)進(jìn)行了5～6輪論戰(zhàn)。從20世紀(jì)末開始有人提出氣候沒有變暖，并且認(rèn)為如果變暖也不是人類活動(dòng)造成的，到2009年的“氣候門”事件，懷疑氣候變暖論者弄虛作假，以及2010年提出氣候變暖是否停滯了。這些爭(zhēng)議時(shí)起時(shí)伏，但都以氣候變暖論支持者的勝利告終。

現(xiàn)在諸多證據(jù)使氣候變暖懷疑論的空間愈來愈小了?！皻夂蜷T”也關(guān)閉了。還有一批非氣候工作者，獨(dú)立地收集了更多的溫度觀測(cè)資料，建立了世界上第四個(gè)全球平均溫度序列，但結(jié)果卻與原有的3個(gè)序列結(jié)果基本一致，證明氣候確實(shí)是變暖了。盡管近10年內(nèi)溫度升高不大，但這10年仍然是有觀測(cè)記錄以來最暖的10年。而且國(guó)際范圍氣候模擬研究有了巨大的進(jìn)步，建立了地球系統(tǒng)模式，這些模式的計(jì)算均表明，現(xiàn)代氣候變暖有很大可能是人類活動(dòng)造成的溫室效應(yīng)加劇的結(jié)果。

冬季是不是變冷了？

然而，與全球氣候變暖相對(duì)應(yīng)的是一個(gè)戲劇性的現(xiàn)象——近年來時(shí)常出現(xiàn)冷冬。2009年底在丹麥哥本哈根召開第15屆氣候變化框架公約締約方大會(huì)時(shí)，就曾經(jīng)出現(xiàn)這種尷尬的情形：3.4萬人聚集起來討論應(yīng)對(duì)變暖問題，當(dāng)?shù)貐s出現(xiàn)了嚴(yán)寒。

今年的情況也差不了多少。人們正在研究2013年是否可能成為有史以來最暖的年份時(shí)，歐洲、特別是俄羅斯出現(xiàn)了自1938年以來未曾出現(xiàn)過的嚴(yán)寒天氣。中國(guó)自入冬以來冷空氣活動(dòng)頻繁，大風(fēng)雪接踵而至。

這究竟是怎么一回事？歐洲、北美、東亞的強(qiáng)寒潮、暴風(fēng)雪天氣是不是同全球變暖的趨勢(shì)相抵觸？這是否意味著氣候不再繼續(xù)變暖了？

我們先看看冬季是不是變冷了？回答是肯定的。

2007～2008年冬季，北美西北部遭遇嚴(yán)寒天氣，北部地區(qū)出現(xiàn)大雪；中亞到東亞地區(qū)降下大雪。2008年1月，我國(guó)南方出現(xiàn)大面積雨雪冰凍天氣造成交通、電力、通訊設(shè)施嚴(yán)重受損。2008～2009年冬季，北美、歐洲、亞洲北部氣候寒冷，俄羅斯嚴(yán)寒天氣尤為突出。2009～2010年，美國(guó)出現(xiàn)25年來最冷的冬季、當(dāng)年冬季也是英國(guó)31年來最冷的冬季、西伯利亞出現(xiàn)嚴(yán)寒天氣，我國(guó)北方的大雪造成嚴(yán)重災(zāi)害。2010～2011年及2011～2012年冬季，歐洲、北美、亞洲寒冷依舊。

可以說過去5個(gè)冬季，北半球的歐洲、北美、東亞都遭遇到不同程度的嚴(yán)寒。根據(jù)全球地面氣溫的觀測(cè)記錄，21世紀(jì)第一個(gè)10年（2001～2010年）的冬季，與20世紀(jì)的最后10年（1991～2000年）相比，美國(guó)溫度下降1～2℃，歐洲下降2～3℃，西伯利亞下降3～4℃，我國(guó)東北（包括內(nèi)蒙古東部）及新疆也下降1℃左右?？梢娊陙矶镜淖兝洳皇莻€(gè)別年份的現(xiàn)象，也不是某一地區(qū)的局地現(xiàn)象。至少?gòu)?004年起這個(gè)過程已經(jīng)開始了，不過在2007年之后這種趨勢(shì)更為突出罷了。

冬季為何變冷了？

根據(jù)全球變暖理論，伴隨溫室效應(yīng)加劇，高緯度地區(qū)冬季的溫度應(yīng)該明顯上升?，F(xiàn)在處于北半球中、高緯度的3個(gè)地區(qū)，冬季一致變冷，這是不是說明溫室效應(yīng)加劇的理論失效了？

科學(xué)家已經(jīng)注意到了這個(gè)問題。2012年3月，中國(guó)科學(xué)家劉驥平、柯里、王會(huì)軍等在美國(guó)科學(xué)院院刊上發(fā)表論文，提出了“暖大洋冷大陸”理論。這個(gè)理論的要點(diǎn)是：氣候變暖導(dǎo)致北極海冰融化，使極區(qū)變暖，氣壓上升，大氣西風(fēng)環(huán)流產(chǎn)生波動(dòng)，在北大西洋形成一個(gè)強(qiáng)的高壓脊，北美及歐洲處于這個(gè)高壓脊的兩側(cè)，形成很深的槽，冷空氣順槽南下，所以冬季出現(xiàn)嚴(yán)寒天氣。由于冬季大氣環(huán)流特征是在北半球有3個(gè)槽，歐洲槽的加深促使東亞的槽也加深，因此東亞的氣候也寒冷。當(dāng)然，這個(gè)理論還處于研究初期。另外，雖然已經(jīng)有了一些數(shù)值模擬研究，但尚不成熟。不過，這些科學(xué)家的論文提出來一個(gè)對(duì)當(dāng)前氣候研究十分有針對(duì)性的理論問題：地球系統(tǒng)是十分復(fù)雜的，這個(gè)系統(tǒng)包括大氣圈、水圈、冰凍圈、巖石圈、生物圈五大圈層，各圈層之間有各種各樣的相互作用。這個(gè)例子十分生動(dòng)地告訴我們，不能像過去一樣孤立地、簡(jiǎn)單地看待人類活動(dòng)的影響，包括氣候變化，而要充分考慮各圈層之間的相互作用。由于溫室效應(yīng)加劇，氣候變暖了。氣候變暖促使北極海冰融化，改變了大氣環(huán)流，使得冷空氣侵入兩個(gè)大陸。這樣就產(chǎn)生了戲劇性的效果，全球氣候變暖反而造成了北半球大陸的寒冬。

海冰變化是這一理論的基礎(chǔ)。2007年是北極海冰第一個(gè)破紀(jì)錄的低點(diǎn)。夏末秋初（9月）正是北極海冰面積最小的時(shí)候，2007年9月，北極海冰面積降到413萬平方千米，比多年平均值減少40%。2007～2009年，北極海冰面積略有回升，但仍明顯低于2007年以前，2012年9月，北極海冰面積又降到一個(gè)新低，為341萬平方千米，成為1979年有較為準(zhǔn)確的衛(wèi)星觀測(cè)以來的最低值。所以，無論如何，海冰的變化是“暖大洋冷大陸”理論的強(qiáng)有力的基礎(chǔ)。

這樣的寒冬異常嗎？

有人可能接著會(huì)問，這樣的寒冬能稱為異常嗎？上面談到，西伯利亞的平均溫度可能低了3～4℃，是指近10年與前10年比較。個(gè)別年份冬季的差別會(huì)更大。一般這個(gè)差別用對(duì)30年平均的偏差來表示。例如，對(duì)1971～2000年平均溫度求偏差。每一年冬季各地溫度的偏差是不一樣的。正偏差多時(shí)就是暖冬，負(fù)偏差多時(shí)就是冷冬。通常緯度越高偏差的絕對(duì)值就越大。例如中國(guó)的寒冬，東北北部及內(nèi)蒙古東部，最大偏差可能達(dá)到-3℃到-5℃，但是華南、臺(tái)灣就可能只有-1℃到-2℃，或不到-1℃。像歐洲、西伯利亞，溫度偏差的絕對(duì)值可能比中國(guó)北部還要大得多。一般認(rèn)為異常是很少出現(xiàn)的意思，在氣候?qū)W中有嚴(yán)格的定義，有各種統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義方法。一種比較粗略，但比較容易理解的定義是：30年一遇，就是說30年才出現(xiàn)一次的情況就可以認(rèn)為是異常。如俄羅斯今年出現(xiàn)自1938年以來最強(qiáng)的寒冬天氣，顯然這就可以稱得上異常了。中國(guó)上一次出現(xiàn)全國(guó)性的寒冬是在1976～1977年，距今已有30多年了。如果2012～2013年的冬季能達(dá)到或者接近那種寒冷程度，也可以認(rèn)為是異常了。不過，我們現(xiàn)在談的寒冬，是在經(jīng)歷了一段時(shí)間的暖冬之后、在氣候變暖的背景上來看的，所以寒冬顯得格外引人注意。但從強(qiáng)度上講，現(xiàn)在的寒冬較之20世紀(jì)70年代和20世紀(jì)50年代已經(jīng)遜色不少，更遠(yuǎn)不如17世紀(jì)和19世紀(jì)的寒冬那么凜冽。

冬季嚴(yán)寒會(huì)持續(xù)嗎？

了解了寒冬成因及其與氣候變暖的關(guān)系之后，我們來看看2012～2013年整個(gè)冬季是否都會(huì)像現(xiàn)在這樣寒冷。

這是一個(gè)極有挑戰(zhàn)性的問題。我國(guó)國(guó)家氣候中心的預(yù)測(cè)可以提供這方面的信息。本文不可能具體討論今冬的預(yù)測(cè)，但是可以提供一個(gè)基本思路。例如，冬季已經(jīng)過了一半，接下來的一半還會(huì)繼續(xù)寒冷嗎？根據(jù)歷史資料，一個(gè)冬季有時(shí)不一定是一冷到底的，有可能先冷后暖、或先暖后冷，所以氣候?qū)W上經(jīng)常分前冬后冬，這要根據(jù)當(dāng)時(shí)的氣候條件進(jìn)行預(yù)測(cè)。對(duì)下一冬季，或未來幾個(gè)冬季的預(yù)測(cè)也是這樣。雖然看來海冰的下降趨勢(shì)依然會(huì)繼續(xù)，所以，可以肯定的是，未來還會(huì)出現(xiàn)寒冬，但是也許不會(huì)每一個(gè)冬季都是寒冬。不過究竟哪一個(gè)冬季冷，要看當(dāng)年氣候模式的預(yù)測(cè)，也要考慮其他物理因子的影響。例如，熱帶大洋的海溫有什么異常？以及是否發(fā)生了強(qiáng)烈的火山噴發(fā)？還有不少類似的事件也會(huì)影響氣候變化的進(jìn)程。

特別要指出的是，海冰不是控制冬季氣候的唯一因子，這個(gè)因子有多么重要，還要經(jīng)過時(shí)間的考驗(yàn)。要經(jīng)過多次的海冰增長(zhǎng)、減退反復(fù)驗(yàn)證，才能全面評(píng)估這個(gè)因子在氣候系統(tǒng)中的作用。對(duì)“暖海洋冷大陸”的解釋，也是初步的，尚需氣候模式的模擬驗(yàn)證。

另外，需要說明的是，雖然北半球大陸出現(xiàn)了寒冬，但是并沒有從根本上改變?nèi)驓夂蜃兣内厔?shì)。因?yàn)槿蜿懙刂徽嫉厍虮砻娣e的30%左右。而受寒冬影響的陸地充其量只占全球陸地的10%，即全球面積的3%。一年四季中又只有冬季受影響。這樣一來，寒冬對(duì)全球年平均溫度的影響可能只有1%左右。所以，盡管近年來出現(xiàn)了寒冬，但是全球平均溫度依然處于較高的水平，寒冬并不會(huì)對(duì)全球平均溫度的變化趨勢(shì)造成顯著影響。

【責(zé)任編輯】趙 菲