香煙紙上天氣記錄的氣候變化故事

葉謙

氣象科學(xué)是一門基于實(shí)際觀測(cè)的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。對(duì)大氣活動(dòng)的觀測(cè)雖然需要的儀器設(shè)備并不多，但要研究氣候變化，長時(shí)期的觀測(cè)就是必不可少的。在我國，成立于1883年的香港天文臺(tái)是香港特區(qū)政府負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)天氣，并發(fā)布與天氣有關(guān)災(zāi)害警告的政府部門。它與1849年建立的北京地磁氣象臺(tái)、1872年建立的上海徐家匯觀象臺(tái)、1896年建立的臺(tái)北測(cè)候所、1898年建立的青島觀象臺(tái)和哈爾濱測(cè)候所，以及1912年建立的北京中央觀象臺(tái)等觀測(cè)業(yè)務(wù)持續(xù)百年以上的氣象站，不但是中國近代氣象發(fā)展歷史的見證，更為國際氣象界所高度重視。作為世界三大測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)之一的上海徐家匯觀象臺(tái)，其140年無間斷的觀測(cè)，為全球地表溫度序列重建提供了寶貴的資料。

1879年，英國皇家學(xué)會(huì)認(rèn)為香港的地理位置甚佳，是研究氣象，尤其是臺(tái)風(fēng)的理想地點(diǎn)，因此提出了在香港設(shè)立一個(gè)氣象觀測(cè)臺(tái)的構(gòu)想。隨著香港人口逐漸增加，臺(tái)風(fēng)造成的破壞在當(dāng)時(shí)已經(jīng)廣受社會(huì)關(guān)注。因此，香港政府對(duì)皇家學(xué)會(huì)的建議表示歡迎。經(jīng)過詳細(xì)的探討和研究后，皇家學(xué)會(huì)的建議最終在1882年獲接納。1883年夏天，首任天文臺(tái)臺(tái)長杜伯克博士抵港，宣告香港天文臺(tái)的正式成立。香港天文臺(tái)早期的工作包括根據(jù)天文觀測(cè)報(bào)時(shí)、地磁觀測(cè)、氣象觀測(cè)并向社會(huì)發(fā)布熱帶氣旋預(yù)警。

天文臺(tái)成立以來的130多年，記錄了自1885年以來的氣溫資料，分析顯示1885-2015年間的年平均氣溫的平均上升速度為每10年0.12℃。在20世紀(jì)后半期，平均氣溫的升幅加劇，在1986-2015年間，平均上升速度達(dá)每10年0.17℃（圖1）。令人遺憾的是，因1941年12月日本入侵、香港淪陷，導(dǎo)致香港天文臺(tái)停止運(yùn)作長達(dá)5年之久，錯(cuò)失了為當(dāng)今氣候變化研究提供連續(xù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的榮耀。

2013年，在慶祝香港天文臺(tái)成立130周年的展覽中，有一些在日軍占領(lǐng)時(shí)期的特殊文物，令今天所有的氣象人為之動(dòng)容。日軍入侵香港后，由于天文臺(tái)的特殊地理位置，不但被日軍霸占改建為高射炮陣地，還將臺(tái)長伊云士等幾位職員囚禁在拘留營。在極端艱苦的環(huán)境條件下，這些天文臺(tái)職員堅(jiān)持氣象人的信念，將生死置之度外，憑借人手及簡單儀器，在拘留營內(nèi)繼續(xù)維持天氣觀測(cè)工作，包括雨量、氣溫、氣壓、風(fēng)向和相對(duì)濕度等天氣概況。他們將這些資料記錄在賬簿、香煙紙、餅干桶宣傳卡片等所有能夠找到的紙張上，并嚴(yán)格按照氣象觀測(cè)規(guī)范，附上臺(tái)長的簽名（圖2）。雖然這些觀測(cè)資料在今天看來沒有任何科學(xué)價(jià)值，但香港天文臺(tái)前輩們的這種敬業(yè)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度值得我們所有從事氣候變化研究的后來人的敬仰和學(xué)習(xí)。

今天，香港天文臺(tái)作為專門研究氣候變化科學(xué)基礎(chǔ)的政府部門，繼承了前輩的優(yōu)良傳統(tǒng)，多年來不但一直進(jìn)行香港氣候變化的研究工作，還不遺余力地推動(dòng)氣候變化公眾教育，為公眾提供全球及本地氣候變化信息。在充分利用前輩歷盡千辛萬苦所獲取的資料的基礎(chǔ)上，天文臺(tái)科研人員發(fā)現(xiàn)全球氣候變化對(duì)香港夏季天氣氣候的影響顯著。例如，2014年香港不但經(jīng)歷了破紀(jì)錄的高溫天氣，其6-9月的平均氣溫也是自1884年以來最高的。物理基本定律告訴我們，暖空氣可以承載更多水氣，在高溫下受熱的地面也會(huì)觸發(fā)更多的大雨和雷暴。而這些趨勢(shì)在香港天文臺(tái)的記錄中也都有所反應(yīng)。在過去，1小時(shí)雨量紀(jì)錄往往需要幾十年才會(huì)打破，但這個(gè)紀(jì)錄在過去二三十年卻屢創(chuàng)新高，最新紀(jì)錄的變化幅度更是明顯增加（圖3）。2014年香港雷暴活動(dòng)的頻繁程度也是前所未有。

香港天文臺(tái)的發(fā)展歷史是對(duì)那些否認(rèn)全球氣候變化的科學(xué)事實(shí)，詆毀科學(xué)工作者辛勤勞動(dòng)的言論最有力的回?fù)簟Ｃ鎸?duì)不斷加劇的全球氣候變化，科學(xué)家為人類認(rèn)識(shí)世界的變化作出了自己的貢獻(xiàn)，現(xiàn)在，已經(jīng)到了我們每一個(gè)人需要行動(dòng)起來的時(shí)候了！