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1.背景 近日傳來一項(xiàng)驚人的研究結(jié)果，說到2100年華北平原將不適宜人類居住。國內(nèi)新聞鋪天蓋地，英國和澳洲等海外媒體也有報(bào)導(dǎo)。該項(xiàng)研究成果，發(fā)表于著名的自然子刊，有模型有數(shù)據(jù)，言之鑿鑿，讓公眾惶惶然。 2.證偽很難 短期的天氣預(yù)報(bào)都不一定準(zhǔn)，用氣候模式預(yù)測或預(yù)估未來50-100年，不靠譜的成分更大。但是，要證偽也確實(shí)很難。 舉一個(gè)例子，1958年大躍進(jìn)時(shí)代，產(chǎn)量“放衛(wèi)星”，人民日?qǐng)?bào)報(bào)道畝產(chǎn)3萬多斤，錢學(xué)森先生在中國青年報(bào)上估計(jì)的潛力是5萬斤（目前小麥高產(chǎn)也就1000斤）。當(dāng)時(shí)上海植物生理所為了證明產(chǎn)量的潛力，做了作物群體光合作用的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算，到60年代中期，才得出產(chǎn)量的上限：由于資源的限制，產(chǎn)量最終不會(huì)隨作物密植而增加。 類似地，三峽大壩建成后，長江流域出現(xiàn)大旱，有人質(zhì)疑是水庫蓄水所致。但是要證明不是，需要從水汽來源等分析判斷和定量估計(jì)。雖然從氣象學(xué)的角度看，大范圍的干旱是與大的天氣形勢(shì)密切聯(lián)系的，但是歸結(jié)為資源環(huán)境因素的似是而非的東西很多，不勝枚舉。 3.事實(shí)勝于雄辯 華北平原的小麥產(chǎn)量，從1950年代的100、200多斤，到現(xiàn)在的1000多斤，灌溉、施肥和育種起到重要的作用。灌溉范圍和強(qiáng)度是非常大的，形成了多處地下漏斗。太行山前平原，如石家莊地區(qū)，地下水位從1980年代的10多米，現(xiàn)在下降到60多米。山東、河南引黃灌區(qū)，范圍大，黃河下游曾經(jīng)長時(shí)間斷流。如此大規(guī)模灌溉用水在過去幾十年并未帶來顯著的濕熱。相反，這些水分的蒸發(fā)（散），吸收了熱能，應(yīng)該是緩解了氣候暖化。而它的水汽會(huì)隨大氣環(huán)流而飄散，而不是待在原地。
圖：華北平原的谷物產(chǎn)量增加趨勢(shì)
圖：華北平原的灌溉面積
圖：山東位山灌區(qū)引黃灌溉 4.Hindcast與Forecast
在做氣候模式的時(shí)候，與預(yù)報(bào)（Forecast）相對(duì)應(yīng)，還有一個(gè)向后預(yù)報(bào)（回報(bào)，Hindcast）。就是用歷史預(yù)見未來。你的模型好，那么就請(qǐng)你對(duì)過去60年，從1960年多數(shù)地區(qū)有氣象記錄以來，華北平原乃至全球的氣候變化的歷史做一個(gè)回代檢驗(yàn)！看你的模型能不能再現(xiàn)歷史的氣候變化，看看這么大量的灌溉是否顯著提升了濕球溫度？這樣得出的對(duì)未來預(yù)測或預(yù)估的結(jié)果才有說服力。 5.命運(yùn)共同體 如果在這樣一種CO2最高排放情景下，據(jù)說溫度可以上升7.5度，華北平原已經(jīng)不適合人類居住，那么其它地區(qū)也好不到哪里去。有人把升溫2度作為地球生態(tài)系統(tǒng)崩潰的閾值?？梢韵胍姡?/font>7.5度的升溫，根本沒有必要用現(xiàn)在的灌溉水平說事。2100年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式會(huì)變化成什么樣？我們根本不知道，如同80年前不知道現(xiàn)在的情形一樣。 6.套路：環(huán)境-社會(huì)-政策 氣候變化科學(xué)已經(jīng)不是氣候變化本身。它涉及到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、政策甚至國際政治等方方面面。國外有的氣候變化研究小組，還特意聘請(qǐng)經(jīng)濟(jì)、政策方面的專家，把氣候本身的物理過程與經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響結(jié)合起來，然后可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的公眾和政府的關(guān)注，至少可以發(fā)表在高影響因子刊物上。但是，僅僅把一個(gè)非常不靠譜的情景分析，結(jié)合到重要的經(jīng)濟(jì)社會(huì)區(qū)域，它的社會(huì)影響并不是正面的，引起不必要的恐慌。 7.為氣候變化研究擔(dān)憂 氣候研究的基本手段是模式，氣候預(yù)測的唯一方法是模式。模式雖復(fù)雜，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上氣候系統(tǒng)本身的復(fù)雜性。我的博士導(dǎo)師，94歲的南京大學(xué)氣候?qū)W家傅抱璞先生，給我說過兩個(gè)例子： （1）黑體溫度的求解(E = KT4)，因?yàn)檩椛?/span>E與溫度T的4次方成正比。解方程，溫度會(huì)有4個(gè)根，包括虛根，但是正確的解只有一個(gè)，就是現(xiàn)實(shí)的溫度。這么簡單的模型，它的求解都會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的虛根。 （2）CO2的溫室效應(yīng)增加，氣溫變暖，海水蒸發(fā)加大，云量增加并阻擋陽光到達(dá)地面，產(chǎn)生降溫效應(yīng)。同時(shí)水汽本身也是溫室氣體。這里既有正反饋又有負(fù)反饋，在氣候模式中，能夠準(zhǔn)確模擬這些交互作用，難度極大。 我雖然不是做氣候模式研究的，我認(rèn)為，氣候模式能做什么，不能做什么，是學(xué)界需要深入思考的。 圖：1970-2015大氣CO2濃度的月平均值變化趨
圖：水汽和CO2等溫室氣體的吸收光譜 圖：大氣輻射傳輸與溫室效應(yīng)示意圖
圖：IPCC第五次評(píng)估報(bào)告的溫度預(yù)估
圖：IPCC評(píng)估第五次報(bào)告，低和高（左右）兩個(gè)CO2排放情景下，全球 的溫度（上）和降水（下）對(duì)未來預(yù)估 以下轉(zhuǎn)自鳳凰新聞： 原標(biāo)題：《自然》子刊：2100年華北平原或因極端熱浪變得不再宜居 當(dāng)?shù)貢r(shí)間7月31日，美國麻省理工學(xué)院（MIT）的一個(gè)研究小組在《自然-通訊》雜志上發(fā)布論文表示，由于氣候變化和灌溉農(nóng)業(yè)的發(fā)展，2070年至2100年，中國的華北平原可能因?yàn)闃O端熱浪而變得不宜居住，而這樣的熱浪對(duì)戶外工作者而言甚至可能帶來生命危險(xiǎn)。 《自然-通訊》于2010年首次發(fā)行，是《自然》（Nature）雜志的第17本子刊。 中國華北平原面積30萬平方公里，人口約3-4億，是世界上人口最多的農(nóng)業(yè)地區(qū)。中國科學(xué)院的資料顯示，目前華北平原四季變化明顯，年均溫度8-15℃，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨，常有洪澇。春季旱情較重，是典型的灌溉農(nóng)業(yè)地區(qū)。 熱浪因灌溉農(nóng)業(yè)而變強(qiáng) 該研究按照現(xiàn)有的溫室氣體排放水平，基于高分辨率區(qū)域氣候模型模擬的集合進(jìn)行預(yù)測，結(jié)果顯示，氣候變化對(duì)大規(guī)模的灌溉農(nóng)業(yè)模式有直接影響，會(huì)使得熱浪的強(qiáng)度更高。 灌溉農(nóng)業(yè)是在干旱時(shí)以大水灌溉的方式保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的模式。灌溉可以冷卻地表溫度并滋潤地面空氣，但隨著溫度升高，灌溉系統(tǒng)將導(dǎo)致高水平的水蒸發(fā)，使得北方平原的空氣非常潮濕，提高溫度和濕度，從而提高熱浪的強(qiáng)度。因此，在溫室氣體排放沒有改變的情況下，本世紀(jì)下半葉，華北平原可能會(huì)遭遇致命熱浪。而當(dāng)濕球溫度達(dá)到35℃時(shí)，人類在無保護(hù)的環(huán)境中只能生存6小時(shí)。研究同時(shí)表明，大面積的灌溉農(nóng)業(yè)將濕球溫度直接提高了0.5℃。 濕球溫度（Wet-bulb temperature）是指對(duì)空氣進(jìn)行加濕，其相對(duì)濕度達(dá)到100%時(shí)所達(dá)到的溫度。 除非二氧化碳排放得到有效遏制，否則華北平原將在2070年至2100年之間達(dá)到致命的35度濕球溫度閾值，戶外工作者可能在極端熱浪襲擊的幾小時(shí)內(nèi)死亡。
8月4日，中央氣象臺(tái)繼續(xù)發(fā)布高溫黃色預(yù)警，預(yù)計(jì)華北中部、重慶北部、江西東北部、陜西關(guān)中地區(qū)、吉林東部和南部、遼寧中北部、內(nèi)蒙古西部和東部偏南地區(qū)、新疆吐魯番盆地等地的部分地區(qū)最高氣溫可達(dá)37～39℃。這是今年入夏以來，中央氣象臺(tái)連續(xù)22天發(fā)布高溫預(yù)警，東北多地的高溫破了歷史紀(jì)錄。 不僅我國，今年入夏以來，高溫?zé)崂讼砣?，歐美以及亞洲多國遭遇持續(xù)高溫天氣，就連北極圈氣溫也超過了30℃。 我國的高溫天氣要持續(xù)到什么時(shí)候？什么原因?qū)е陆衲耆虺霈F(xiàn)持續(xù)高溫？為何北極地區(qū)也發(fā)“高燒”？記者就這些問題采訪了中國氣象局專家。 全球天氣進(jìn)入“發(fā)燒”模式，京津冀地區(qū)預(yù)計(jì)還將有2到4天的高溫天氣 中國氣象局應(yīng)急減災(zāi)與公共服務(wù)司副司長李明媚介紹，據(jù)統(tǒng)計(jì)，7月，全國平均高溫日數(shù)為1961年以來歷史同期第四多。 國家氣候中心氣候服務(wù)室副主任肖潺介紹，國家氣候中心監(jiān)測的數(shù)據(jù)顯示，7月份歐洲、東亞、北美地區(qū)都出現(xiàn)了極端高溫天氣，尤其以歐洲最為突出。 肖潺表示，據(jù)國家氣候中心監(jiān)測，北極圈內(nèi)一些氣象站觀測到氣溫超過30℃，并連續(xù)3天平均最高氣溫處于歷史最高點(diǎn)；挪威和芬蘭也分別出現(xiàn)了33.5℃和33.4℃高溫。 中國氣象局臺(tái)風(fēng)與海洋氣象預(yù)報(bào)中心首席預(yù)報(bào)員許映龍表示，從8月5日開始，東北和華北地區(qū)的高溫范圍將逐漸減小，而江南和江淮等地的高溫范圍將逐漸增大，我國中東部大部地區(qū)仍多高溫悶熱天氣。北京的高溫天氣目前有減弱的趨勢(shì)，但8月7日立秋后還是可能會(huì)出現(xiàn)高溫高濕天氣，京津冀地區(qū)預(yù)計(jì)還將有2到4天的高溫天氣。 氣候變暖導(dǎo)致全球高溫風(fēng)險(xiǎn)加劇，亟須推動(dòng)全球氣候治理 “從氣候背景來看，全球氣候變暖導(dǎo)致高溫風(fēng)險(xiǎn)加劇，是今年全球高溫?zé)崂说拇蟊尘?。”國家氣候中心氣候服?wù)首席艾婉秀說，全球氣候變暖的趨勢(shì)并不意味著每個(gè)地區(qū)的增暖速度都一樣。全球氣溫上升速度呈不對(duì)稱性，呈現(xiàn)出一是北半球升溫速率高于南半球，這表現(xiàn)在今年夏天就是北極地區(qū)高溫的極端性要高于低緯度地區(qū)；二是最低溫度的上升速率高于最高溫度的上升速率。 “在全球變暖的背景下，北極地區(qū)氣溫的上升速度高于其他地區(qū)，大概是其他地區(qū)的兩倍，這種現(xiàn)象叫作極地放大效應(yīng)?！敝袊鴼庀罂茖W(xué)研究院副研究員呂俊梅表示，今年夏天發(fā)生在北極地區(qū)的罕見極端高溫，主要是由于今年冬末春初開始北極地區(qū)就已經(jīng)出現(xiàn)了氣溫異常偏高的現(xiàn)象。從今年1月開始，北極黃河站的氣溫就比常年氣候平均偏高10℃左右。到3月份北極地區(qū)氣溫偏高的趨勢(shì)更明顯。而且這種現(xiàn)象一直持續(xù)到夏季，導(dǎo)致冷空氣活動(dòng)減弱，是此次北極高溫事件的主要原因。 呂俊梅表示，受氣候變暖影響，近年來，北極地區(qū)冬季的海冰正在不斷融化變薄，監(jiān)測數(shù)據(jù)表明2018年1月北極冰層厚度達(dá)到有記錄以來的最低值。海冰融化變薄后形成碎片，從南方吹來的強(qiáng)風(fēng)將碎片推至北極中心，并將熱量不斷釋放到大氣層，從而使北極地區(qū)溫度升高。 “北極地區(qū)氣溫異常偏高，海溫上升引連鎖反應(yīng)致我國今年北方高溫。而近期京津冀地區(qū)高溫特別突出，還跟大氣環(huán)流有關(guān)，今年副熱帶高壓偏北，造成我國北方很多地區(qū)特別是京津冀地區(qū)高溫天氣明顯?！毙や榻B，極地高溫，冷空氣很弱，向南擴(kuò)展的活動(dòng)就弱。2018年4月拉尼娜事件結(jié)束后海溫上升很快，導(dǎo)致西北太平洋副熱帶高壓明顯偏強(qiáng)，位置異常偏北，平均強(qiáng)度超過常年同期一倍以上。同時(shí)，副高南側(cè)不斷有臺(tái)風(fēng)生成，推動(dòng)副高向北移動(dòng)，我國華北和東北剛好受到副高壓的控制，出現(xiàn)極端高溫天氣。 肖潺說：“國家氣候中心最新的研究表明，1951年以來我國和全球平均溫度和極端溫度都呈顯著升高的趨勢(shì)，極端高溫天氣呈現(xiàn)出強(qiáng)度更強(qiáng)、出現(xiàn)更加頻繁、持續(xù)時(shí)間更長的特點(diǎn)，必須深入研究全球變暖背景下高溫加劇帶來的風(fēng)險(xiǎn)，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，減少溫室氣體排放，提高抗御和防范極端高溫天氣氣候事件的能力，推動(dòng)全球氣候治理?！?/font> |
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