為什么說全球氣候格局正在變化？
我國各地氣候狀態(tài)的異常都發(fā)生在一個(gè)重要的背景之下：全球氣候變暖 | 圖源：pixabay.com
撰文 | 余榮（中國氣象科學(xué)研究院）
責(zé)編 | 馮灝
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今年，全國整體氣候非比尋常：北方天氣是雨雨雨，以北京為例，發(fā)生多場持續(xù)性降水過程，截至2021年9月30日，累計(jì)降水量達(dá)860.8mm，前三季度的降水量就已經(jīng)超過了具有地理分界意義的800mm等降水量線（北京多年平均同期累計(jì)降水量為554.0mm）；而南方天氣是熱熱熱，廣東、湖南等地的高溫?cái)?shù)值刷新了歷史記錄。
我國各地氣候狀態(tài)的異常并不是孤立存在，而是都發(fā)生在一個(gè)重要的背景之下：全球氣候變暖。
需要首先指出的是，近年來氣象觀測數(shù)據(jù)不斷豐富、更趨準(zhǔn)確：
（1）觀測內(nèi)容覆蓋氣候系統(tǒng)多圈層。隨著觀測技術(shù)的不斷進(jìn)步，通過地基觀測、海洋觀測、衛(wèi)星反演、飛機(jī)、雷達(dá)和其他高層大氣觀測等手段，科學(xué)家們獲取了氣候系統(tǒng)多圈層、多要素的觀測資料，收集了至少20世紀(jì)70年代以來的大氣、陸地、海洋等觀測數(shù)據(jù)，形成了包括溫度、云、風(fēng)、冰、雪、洋流、海平面等氣候要素的變化序列。
（2）長序列觀測數(shù)據(jù)越來越準(zhǔn)確。全球氣候觀測在1850年以前都比較有限，一直到1850年之后，才開始持續(xù)積累并得到不斷豐富，為氣候變化科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，通過對1850年以來的地面溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行非均一性訂正和插值處理，科學(xué)家們對過去100多年的氣候變暖給出了更加確定的估計(jì)，2001-2020年全球地表平均溫度較1850-1900年增暖0.99°C。
（3）新的觀測技術(shù)和分析方法使得數(shù)據(jù)分辨率不斷提高。新的衛(wèi)星遙感觀測、再分析資料技術(shù)發(fā)展和氣候模式等提供了大量越來越精細(xì)化的數(shù)據(jù)，比如高分辨率的大氣再分析資料MERRA2和ERA5等，為研究全球氣候變化提供了新的證據(jù)，同時(shí)也為揭示區(qū)域氣候變化的特征奠定了基礎(chǔ)。
（4）古氣候研究和歷史數(shù)據(jù)信息化使得氣候變化認(rèn)知可以追溯到更古遠(yuǎn)的時(shí)期。IPCC AR6評估了更豐富的樹木年輪、冰芯、沉積物、化石和其他古氣候的序列，基于上述數(shù)據(jù)重建了更長且更高分辨率的氣候序列（比如：溫度和干旱等），為認(rèn)識千年以上時(shí)間尺度的氣候變化提供了大量新的證據(jù)。同時(shí)，還補(bǔ)充了融合和訂正后的早期觀測系統(tǒng)甚至手工記錄的歷史數(shù)據(jù)。
基于對更為豐富和準(zhǔn)確的觀測數(shù)據(jù)的科學(xué)評估，IPCC AR6指出，自工業(yè)革命以來，整個(gè)氣候系統(tǒng)經(jīng)歷了廣泛和快速變暖，包括：
● 大氣環(huán)流調(diào)整（包括中緯度風(fēng)暴路徑向極移動）
● 海洋上層溶解氧降低
● 多數(shù)地區(qū)冰川退縮
● 多種海洋生物的物候發(fā)生變化
同時(shí)，近年來許多地區(qū)氣候狀態(tài)發(fā)生明顯的變化，多地頻繁出現(xiàn)氣候異常甚至極端事件，是氣候變暖在區(qū)域尺度上的一個(gè)體現(xiàn)！
因此，氣候系統(tǒng)變暖不僅僅體現(xiàn)在全球地表平均溫度的增加，大量的證據(jù)表明氣候系統(tǒng)的不同圈層多個(gè)方面正在發(fā)生變化，大氣圈、海洋、冰凍圈和生物圈均有顯著變化，氣候變化已經(jīng)通過多種方式影響了地球上的每一個(gè)區(qū)域。
多重古氣候證據(jù)表明，在千年尺度上，全球地表平均溫度變化一直在變化。來自不同區(qū)域的各種代用資料，如海洋和湖泊沉積物、冰川和樹木年輪等，表明過去地球曾有過較冷的時(shí)期，也有過較暖的時(shí)期。雖然隨著時(shí)間的前移，對定量的溫度變化的評估信度會減弱（因?yàn)榍瓿叨纫陨系臍夂蛞刭Y料一般是基于海洋和湖泊沉積物、冰川和樹木年輪等代用資料推算得出的，往前推算的時(shí)間越長，所能用到數(shù)據(jù)的數(shù)量和空間覆蓋等均會有所減少，因此信度會有所減弱），但I(xiàn)PCC AR6通過大量科學(xué)評估，得出結(jié)論，近期全球變暖的范圍之廣、速度之快、幅度之強(qiáng)，數(shù)千年未見：
在過去的2千年，年代際到百年尺度的氣候變化存在空間上的不一致性，通常是一些地區(qū)的溫度高于全球平均水平，而另一些地區(qū)的溫度則可能偏低。例如，在公元10世紀(jì)到13世紀(jì)之間，北大西洋地區(qū)比許多其他地區(qū)氣候變暖得更顯著。相比之下，近期的氣候變暖出現(xiàn)在全球的任何地區(qū)。也就是說，2千年來，近期在全球范圍內(nèi)觀測到的氣候變暖比其他歷史時(shí)期表現(xiàn)出更好的空間一致性。
在過去的200萬年里，地球的氣候在相對溫暖的間冰期和相對較冷的冰期之間波動。末次冰期向間冰期過渡期間，最大變暖速率約為1.5°C/千年。相比之下，自1850-1900年以來，2001-2020年的全球地表平均溫度就上升了約0.99°C。基于更加可靠的更高分辨率記錄，近50年全球變暖的速度超過了過去的2千年中其他任何一個(gè)50年的變暖速度。
在末次冰期之后，全球地表溫度在6.5千年前達(dá)到峰值，然后慢慢降低，呈現(xiàn)長期的降溫趨勢，并伴隨著幾十年和幾個(gè)世紀(jì)尺度的變暖波動。但從19世紀(jì)中期開始，千年尺度的降溫趨勢被逆轉(zhuǎn)，取而代之的是持續(xù)、顯著且不斷加劇的變暖。
夏末海冰范圍至少是近1千年來最少的；1950年以來冰川退縮至少在近2千年來從未出現(xiàn)過；1900年以來全球海平面上升的速度至少是近3千年來上升最快的；上世紀(jì)全球海洋增暖至少是1.1萬年以來最快的；近幾十年海洋pH值至少是近200萬年來最低。
簡言之，地球的氣候一直在帶有周期的變化，但近期，全球變暖的范圍和速度不同以往，逆轉(zhuǎn)了6千多年以來緩慢、長期的變冷趨勢，轉(zhuǎn)而體現(xiàn)為增暖趨勢。結(jié)合來自觀測和古氣候等多重證據(jù)，過去50年全球地表平均溫度的上升速度在至少2千年以來前所未有。
目前所經(jīng)歷的變化將隨著全球溫度幅度的增加而加劇。通過氣候模式的預(yù)估，隨著進(jìn)一步的溫升，北極將是變暖最顯著的地區(qū)，陸地將比海洋表面變暖更加顯著，北半球?qū)⒈饶习肭蜃兣语@著。在高緯度、熱帶和大部分季風(fēng)地區(qū)降水將增加，而在副熱帶地區(qū)降水將減少。多年凍土、冰川、季節(jié)性積雪、北極海冰將進(jìn)一步減少，海平面上升、海洋酸化將進(jìn)一步持續(xù)。同時(shí)，氣候變暖還將引起極端高溫、極端降水、強(qiáng)臺風(fēng)占比和一些區(qū)域干旱等極端事件進(jìn)一步加劇，高溫干旱等復(fù)合型極端事件也將更加頻繁。值得注意的是，上述變化還將隨著全球溫升幅度的增加而加劇，并將帶來更大的極端事件風(fēng)險(xiǎn)。
面對日益加劇的人類活動引起的氣候變化的影響，一方面，我們需要大力控制溫室氣體排放，努力實(shí)現(xiàn)碳中和，將全球溫升限制在一定幅度內(nèi)，以減緩或阻止氣候系統(tǒng)的變化，從根本上降低未來氣候變化的影響和風(fēng)險(xiǎn)；另一方面，在21世紀(jì)中期以前，全球溫度將進(jìn)一步升高，極端天氣氣候事件影響將進(jìn)一步加大，為此需要盡早做好防災(zāi)減災(zāi)工作，以提高災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)管理和適應(yīng)氣候變化的能力。
制版編輯 | 盧卡斯
