全球变暖会导致气候严寒吗，本文主要内容关键词为：严寒论文,气候论文,变暖论文,全球论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 美国国防部“秘密报告”及两种不同气候背景下的冷事件
美国国防部“秘密报告”（以下简称“报告”，参看罗勇），向人们展示了一幅可怖的未来气候突变的情景：到2010年～2020年，（1）亚洲、北美年平均气温下降5°F，北欧下降6°F；（2）澳大利亚、南美、南非则上升4°F；（3）欧洲、北美东部的农业区今后10年之中大部分年份持续干旱；（4）西欧、北太平洋风暴增强，风力加大，例如英国的气候将如西伯利亚一样寒冷干燥。作者认为是缓慢的全球气候变暖导致了寒冷。虽然作者在文章摘要中也用了“设想不可想象的情景（scenario）”这个标题，同时指出情景发生的范围不一定那么广，强度也不一定那样大；但是由于情景的严重，该“报告”仍然给科学界与社会以很大冲击。本文旨在从气候学角度对“报告”所设想的情景出现的可能性作一个初步的评估。
“报告”作者是根据什么资料设想出这样具体的情景呢？“报告”中用了历史对比的方法，共列举出3个冷事件：新仙女木事件（Younger Drays，简称YD，出现于12.5～11.5kaBP）、8.2kaBP事件及小冰期（Little lce Age，简称LIA，出现于AD1300～1850）。从“报告”给出的资料来看，作者是依照8.2kaBP事件来设计2010年～2020年的情景的。但是，“报告”所列举的3个冷事件彼此是很不同的：YD事件发生于冰期末尾，YD事件结束才进入全新世间冰期；而8.2kaBP事件及LIA均发生于间冰期内。从“报告”所给出的格陵兰温度曲线来看，YD事件中温度变化幅度达到20°F以上，而8.2kaBP事件为6～7°F，LIA则只有3～4°F。3个冷事件的强度有很大差异。冰期内振幅大，间冰期内振幅小。下面先分析这两种不同气候背景下的冷事件。
┌────────────────────┐
│冰期间冰期旋回 │
│ 地质学上第四纪约开始于250万年前。无
│
│论深海沉积、南极冰盖还是中国黄土，均揭示│
│出第四纪中充满气候冷暖交替的变化。冷期称│
│为冰期，暖期称为间冰期。一个冷期和一个暖│
│期合称为一个冰期间冰期旋回。近40万年中 │
│旋回的时间为10万年。当前，我们正处于间冰│
│期中，地质学上称为全新世。全新世在YD结束│
│后于日历年11.5kaBP开始。│
└────────────────────┘
1.1 冰期中的冷事件
20世纪90年代初期，格陵兰冰芯δ[18]O证明了冰期气候的不稳定性，并得到了深海沉积有孔虫记录的支持，发现冰期中有平均时间长度约1.5kaBP的振荡（或循环），也称为次米兰柯维奇尺度振荡。振荡中的冷事件为冰阶（stadials），相对暖事件为间冰阶（interstadials）。后来以发现者的名字，称为Dansgaard/Oeschger振荡，简称D/O振荡。根据北大西洋深海沉积中流冰碎石（Ice Rafted Debris，简写IRD）推断，每经过几个D/O循环就出现1次IRD从劳伦泰冰盖到斯堪的纳维亚冰盖倾泻的事件。这时气温比一般冰阶还要低5～8℃。后来即以发现者的名字，命名为海因里希（Heinrich）事件，简称H事件。据Bond等（1993）最早的研究，近70ka共发生了6次H事件，分别出现于14、21、27、36、51、67kaBP，记为H[，1]、H[，2]…H[，6]。H事件之间时间的距离接近10ka，所以，粗略地说有10ka周期，称为Bond周期（或循环）。此外，有不少作者根据不同地区的资料确定H事件发生的时间，虽稍有出入，但大体上与Bond的结果接近。后来人们认为YD事件的性质也属于H事件，记为H[，0]。
1.2 全新世间冰期中的冷事件
格陵兰冰芯δ[18]O变化表明全新世D/O振荡不明显。然而，Bond等利用北大西洋深海沉积中冰岛玻璃及染赤铁矿的碎石的百分比证明全新世中也有D/O振荡。不过冷事件的强度要比冰期中低。在11.5kaBP以来的全新世中共确定出8次冷事件；出现于1.4、3.0、4.0、5.4、8.0、9.4、10.3及11.0kaBP，编号自1至8。由于LIA性质类似，也列为冷事件，编号为0。Bond等指出，YD的强度是比较大的，间冰期则以第5个冷事件，即大约出现于8.2kaBP的冷事件最强。LIA的强度则比较弱。因此，看来“报告”作者是以全新世中较强的冷事件作为范本来设计未来气候情景的。
2 气候突变
2.1 气候突变
“报告”的作者再三强调未来面临的是一次气候突变。在上面谈到的3个冷事件中YD确实是一次气候突变。而且，几乎可以说气候突变的研究，就是从对YD的分析开始的。YD冷事件持续约1ka，与事件前后相比，温度变化的幅度能达到冰期一间冰期旋回的3/4。而且，变冷与变暖都是很迅速的，变暖尤为激烈。有时这样大的温度变化仅在几十年内完成，所以称为气候突变。YD的气候突变是世界范围的，Broecker曾列举出南极洲之外从阿拉斯加到新西兰10个地区均有YD气候突变的证据。中国古里雅冰芯也反映出YD事件，总降温达到12.8℃，最大降温速率1℃/100a，但升温达到10℃/100a的量级。
┌───────────────────────┐
│热盐环流（THC）
│
│THC指环绕全球的大洋中因海水密度分布不同
│
│而形成的洋流，有别于因为风的影响而形成的风成 │
│流。在北大西洋常称为大传送带。北大西洋的墨西哥│
│暖流向高纬输送了巨大的热量，不仅对北大西洋，对│
│北半球气候也有非常大的影响。墨西哥湾流是一支 │
│盐度高、温度也高的暖洋流，在流向高纬时，向大气│
│输送了大量的热量而变冷。由于温度降低、盐度大，│
│所以密度也大，在北大西洋北部下沉，在深层向南 │
│流，到达南半球高纬与那里的底水汇合，上升流向太│
│平洋及印度洋，转入上层成为暖洋流，再回到南大西│
│洋，流向北大西洋。对于THC的很多细节今天还知
│
│之甚少，但是不少作者都认为THC是影响气候变 │
│化，特别是形成气候突变的重要因子。│
└───────────────────────┘
是什么原因，造成了气候突变？至少有3种意见：热盐环流（THC）、太阳活动及ENSO。目前广为接受的是第一种意见，即认为热盐环流减弱，甚至关闭是气候突然变冷的原因。Broecker等最先提出来这样的见解：北大西洋北部冰盖消融，融冰造成的淡水浮在北大西洋北部，减弱了北大西洋北部深水底水的形成，减少了暖水自南向北的输送，因此使欧洲及北美东部气候变冷。
现在一般认为THC有3种模态。第一种为现代模态，第二种及第三种模态相当于冰期中的冰阶或H事件（表1）。在第二种模态时，北海的泵虽然关闭，但北大西洋的泵仍在起作用。只有在第三种模态时，THC才完全关闭。
表1 北大西洋深水的3种模态
───────┬───────┬───────┬───────
│第一模态 │第二模态 │第三模态
───────┼───────┼───────┼───────
│北海与北大西洋│北海深水形成停│北海及北大西洋
深水基本特征 │ │止，北大西洋深│深水和中间水形
│同时有深水形成│ │成大为减弱，热
│ │水及中间水形成│
│ │ │盐环流关闭
───────┼───────┼───────┼───────
│ │冰阶或D/O循环 │
气候特征 │间冰阶│ │海因里希事件
│ │的冷期│
───────┼───────┼───────┼───────
Imbrie等 │双泵海洋 │单泵海洋 │无泵海洋
（1993） │ │ │
───────┼───────┼───────┼───────
Sarnthein等
│全新世或间冰期│冰期模│融水模
（1994） │ │ │
───────┼───────┼───────┼───────
Allev和
│现代模│冰期模│海因里希横，H
Clark（1999） │ │ │模
───────┼───────┼───────┼───────
Stocker（2000）│ IG模 │IL模 │O摸索
───────┴───────┴───────┴───────
2.2 当前究竟面临着什么样的气候突变
YD事件时THC可能属于第三模态。8.2kaBP事件及HA时可能THC只是强度减弱，仍基本处于第一模态中。Duplessy等重建了过去18ka（[14]C年）北大西洋北部爱尔兰近海海面温度（SST）及海面盐度（SSS）变化曲线。从中可以看到YD、8.2kaBP事件，及LIA3次
冷事件（表2）。显然，YD事件中的变化，比全新世中两次冷事件变化幅度要大3～5倍。这进一步证实，即使全新世中的冷事件也是THC减弱造成的，但THC变化幅度是不能同YD事件相比的。而且LIA比8.2kaBP的变化幅度还要弱。
表2 北大西洋北部SST及SSS的变化幅度
┌───┬─────┬──────┬────┐
│ 事件│ YD │ 8.2kaBP│ LIA
│
├───┼─────┼──────┼────┤
│ SST │ 4.5℃
│1.5℃
│ ＜1℃ │
│ │ │││
│ SSS │ 2.7‰
│1‰ │ ＜0.5‰│
└───┴─────┴──────┴────┘
“报告”的最后一部分引用了最新的观测资料，指出从上世纪60年代后期到上世纪末30多年时间内，北大西洋的盐度已经有了明显的下降。这暗示读者，似乎“报告”预言的气候突变已经开始。但是，“报告”的数据显示，过去30～40年北大西洋东北、丹麦海峡及拉布拉多海的SSS分别下降了0.06‰、0.06‰及0.08‰，不到8.2kaBP变化的1/10，LIA变化的1/5。这表明近30～40年THC可能有一定程度的减弱，但变化幅度尚未到达LIA的程度。因此，可以认为目前还不能说已经看到THC强度正在发生能够导致气候突变的减弱。
另外，这3个冷事件均属于自然变化，而我们面临的是人类活动造成的气候变暖，并且是在间冰期中的气候变暖。这时劳伦泰冰盖已经瓦解，斯堪的纳维亚冰盖也消融了，仅余下一些高山冰川及格陵兰冰盖，在这种情况下气候变暖对THC的影响还需要进一步研究。
┌────────────────────────┐
│全球变暖│
│政府间气候变化协调委员会（IPCC）第三次评│
│估报告于2001年发表。这个报告指出，大气中的 │
│CO[，2]相对于工业化前（公元1750年）已增加了约
│
│30％，近30年增加尤为迅速。除CO[，2]之外，其它温 │
│室气体甲烷、氧化亚氮、氯氟烃等温室气体也显著│
│增加，有的增长率还超过了CO[，2]。根据1860年以来 │
│的气温观测记录，近百年全球地面平均气温上升了│
│0.4～0.8℃。由于温室气体仍在继续增加，所以全│
│球气候会继续变暖，估计到公元2100年全球平均 │
│气温可能上升1.4～5.8℃ │
└────────────────────────┘
3 结论
3.1 由于全球气候变暖，融冰及降水量增加，北大西洋北部淡水输入量增加，使THC减弱，从而导致北半球一些地区气候变冷。这是完全可能的。
3.2 过去40年所观测到的盐度下降程度与8.2kaBP或LIA不在一个数量级上，更远低于YD事件。
3.3 因此，在未来20～30年THC完全关闭的可能性是非常小的。也缺少有力的证据说明很快会发生如8.2kaBP事件的THC减弱。
3.4 对于因为THC减弱而导致气候变冷来临的时间及变冷程度，国际上有许多不同见解，有人认为可能至少要100年才变冷，有人认为几十年就可能出现冰期，有人认为变冷已经开始。说明这个问题的研究尚不成熟，需要密切关注。
3.5 无论如何，由于全球继续变暖，THC减弱的可能性是存在的。因此，从国家安全角度看，“报告”唤起国家领导人及公众对气候变化影响的重视，有积极意义。