1998年4月22日(地球日),当时观测到的最热年,我与合作者发表了著名的“曲棍球棒”曲线。它出现在《纽约时报》和其他主流报纸的首页,引起了全球关注。
这里是一个简单的图表,来源于“代理”气候数据如树轮、冰核、珊瑚和湖泊沉积物,描绘过去六个世纪北半球的平均温度。它类似一个倒置的曲棍球棒,“手柄”对应工业革命前相对稳定的温度,“棒”对应随后与工业革命同时发生的显著升温。
一年后,我们将图表延伸到1000年前。发表在新千年黎明的千年“曲棍球棒”图清晰地传达了今天发生的未有前例的升温性质。
这使它成为碳污染者的威胁,它受到了来自化石燃料公司和他们的代理人的“增长的攻击”。尽管如此,“曲棍球棒”已经经受住审查;事实上,其他科学团队甚至将它延伸到两千年前。
在我看来,一些我们从研究共同时代(过去2000年期间)气候可以学习的更重要教训—我下面提到几点—被气候倡导者和气候否定者都过于单一地关注在20世纪90年代后期形成的这一曲线上面。
二十五年后,虽然行星升温信号已经从噪音中浮现出来,但升温的影响还很细微。现在,它们以这次夏天前所未有的热浪、森林火灾、洪水和风暴的形式直面我们。所以,是时候“超越”曲棍球棒,研究共同时代气候记录可以给我们带来的其他教训,面对我们现在面临的气候危机。
曲棍球棒本身显示每个年份的单个数字,代表整个北半球。这隐藏了更大规模的区域性升温或降温事件,它们本身也提供关键见解。例如厄尔尼诺现象—东太平洋热带区四到六年一次的自然升温,对全球气候模式有深远影响。正在酝酿的厄尔尼诺现象正在增加全球热量记录,并导致全球各地极端天气。
根据气候代理数据重建过去厄尔尼诺行为,例如可以重新审视一个有争议的假说,将爆发性热带火山喷发与历史厄尔尼诺事件联系起来—这个假说对研究加利福尼亚沙漠地区的干旱和大西洋飓风活动有深远影响。
重建的厄尔尼诺年表证实了这个假说,显示大型热带火山喷发后厄尔尼诺事件发生概率近乎翻倍。这似乎是一个弯弯绕绕的学术问题,但这样的火山和厄尔尼诺关系在今天大多数气候模型中缺失,表明这些模型可能无法正确预测厄尔尼诺现象在人为造成的升温下的变化。相反,观察到的火山冷却与厄尔尼诺的关系意味着温室效应可能导致相反的拉尼娜气候状态,与东太平洋较冷水有关。原因比较复杂,但与造成厄尔尼诺本身的同一因素有关,即热带大气环流,贸易风强度和由这些风引起的深层冷水上升之间的复杂相互关系。拉尼娜式世界意味着大西洋飓风活动和西部美国干旱的进一步增加—这两种气候威胁最近几年日益突出。
继续下去,我们从共同时代的气候数据和模拟中可以学习什么其他关键气候现象?如果您看过2004年电影《末日先知》,您会看到“大洋环流”崩溃的夸张描述,这个将北大西洋和邻近北美洲和欧洲区域保暖的海流。事实上,洛杉矶不会被龙卷风摧毁,也不会再次形成覆盖北美洲的冰川。但这个气候“临界点”确实会减少北大西洋的营养食物链和鱼类数量—世界主要渔业之一—正当我们努力满足不断增长的全球人口营养需求之时。出于海洋物理学的原因,它还意味着美国东海岸相对于模型当前预测的更高的海平面上升。
气候模型预测这个海流系统将在本世纪后期放缓。但分析共同时代代理数据表明,这次放缓可能已经在本世纪发生,很可能是因为格陵兰冰盖比预期更早融化。所以,我们可能已经超前地达到这个不受欢迎的气候“临界点”转折点,这提醒我们在人为造成的升温影响不确定性方面不能掉以轻心。
最后但并非最不重要的是,数据和共同时代模拟告诉我们,我们距离真正危险的行星升温阈值有多近?常规估计是我们必须减少碳排放量,以避免全球平均气温升高超过工业化前水平的2°C,这一目标已被视为安全上限。但一些研究人员警告说,1.5°C可能已经是一个更安全的目标。事实上,一些气候模型显示,如果我们无法控制全球平均气温升高1.5°C,我们可能已经进入危险区域。
