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关于全球气候变化的主流结论、主要争论及存在的主要问题

已有 7749 次阅读 2008-4-10 08:41 |个人分类:气候变化

1.关于全球气候变暖的主流结论

IPCC第三次评估报告(气候变化2001):自1860年使用仪器进行气候观测以来,全球地表气温增加了0.6±0.2。分析表明,地球在过去的1000年中,20世纪可能是增温最明显的一个世纪。自从二十世纪50年代以来,全天最高和最低气温测量已覆盖50%以上的全球陆地面积,这些数据显示平均日平均最低气温的增温速率是最高气温的两倍,全天温度范围减小0.8°C。根据澳大利亚学者Edward Bryant的专著《Climate Process & Change》:夜间增温幅度大约是0.84°C,日间是0.28°C。这意味着几乎所有监测到的全球气候变暖主要由于夜间增温所致。

工业革命以来,大气二氧化碳(CO2)浓度增加了80%,达到目前380ppmv。大气CO2增长的2/3是由矿物燃料造成,其它则由土地利用变化尤其是森林砍伐以及水泥生产等造成。过去20年间,大气中二氧化碳浓度也明显增加,而且目前仍保持增长趋势。大气中甲烷与氧化亚氮N2O的浓度分别增加了151%17%。由于温室气体含量的增加,使近200年的辐射强迫增加了2.43W/m2,因此,主流观点认为当前大气中的温室气体浓度上升是非自然的,温室气体浓度上升引起的辐射强迫增加也是真实的。基于此,政府间气候变化小组(IPCC)第三次评估报告认为:近百年的全球气候变化主要是由自然因素和人类活动共同造成的,而近50年来的气候变暖主要是人类活动影响造成的。

需要说明的是,IPCC本身并不从事科学研究,但会对全世界每年数千篇已出版并已通过细审的气候变化文献进行评估,每5年左右归结成《评估报告》出版,迄今IPCC已经出版了4期《评估报告》,其中以第4次报告的措辞最为严厉。

2.目前存在的主要争议

据称,在IPCC专家组中也存在一些分歧,主要包括大气中温室气体的稳定浓度与温度上升的关系,温度上升的具体度数、时段等,至于气候变化对于自然、生物、社会经济、区域的影响以及造成的损失,争论则更多,这说明有关全球气候变暖还存在许多的不确定因素。

事实上,在全球范围内,关于全球气候变暖问题的争论很多,焦点之一是水蒸汽反馈在全球气候变暖的作用,主流观点认为水蒸汽本身是一种很强的温室气体,可能会增强二氧化碳的作用,很可能使全球变暖倍增的一种正反馈。但由于水蒸汽凝结成的云对太阳能有很大的反射作用,而云层对地表的长波辐射又有很强的吸收性,水蒸汽反馈究竟是正反馈还是负反馈存在很大的争议。工业污染、尘埃、火山喷发以及臭氧消耗等对气候也存在一定的影响,是气候变化中的不确定性因素。更由于全球气象观测站的数据97.5%是在城市或城市周围取得的,或者说存在观测站位置不当的问题,另外,早先的温度观测还可能存在仪器误差的问题,所有这些都是让人对气候变暖起疑的重要原因。

正是由于存在许多不确定因素,2006460位加拿大科学家联名给总理斯蒂芬·哈珀(Stephen Harper)的公开信说:观察证据并不支持目前计算机气候模型,让我们相信模型对将来的预测的理由很少。实际上,美国拒绝签署京都议定书的一个重要原因就是现有的全球气候理论有太多的不确定性,让美国人为一个存在很大不确定性的问题掏钱当然有很大的难度。

事实上,在所有不确定性和争论完全解决之前,京都议定书就已被批准,这意味着全球气候变化已成为一个国际政治问题,使这一纯科学问题被极大的复杂化了。

但是,所有这些争论并没有真正说到事物的关键点上,没有看到或者没敢想作为全球气候变化之理论基础的大气物理学(大气热力学)本身存在问题。

3.人为活动导致全球气候变暖观点存在的主要问题

(1).尽管IPCC报告一再声称人为活动造成全球气候变暖的结论不容置疑,但实际上,有关全球气候变暖的理论基础本身就存在很大的问题。尽管在气候变化的研究中,考虑了诸如温室气体、气溶胶、水汽和云、以及垫面和植被等,但至今为止,还未看见关于全球陆面夜间的日平均最低温度的增加率是白天日平均最高温度增加率的2”的原因作出合理的、科学的解释

由于二氧化碳等温室气体仅吸收地表的长波辐射,对太阳的短波辐射基本是透明的,如果是温室气体增多而导致全球气候变暖,则不会出现夜间增温幅度大于白天的情况,因此,可以说支撑全球气候变暖的理论基础是存在问题的。

大气物理学(大气热力学)是大气温室效应及全球气候变暖的理论基础,大气物理学在描述大气中云滴增大时,认为水蒸汽凝结释放的潜热既升高了水滴表面温度,又向外传导热量,但这种然而仔细分析一下,不难发现该方程的完整热力学解释是低温大气中的水蒸汽凝结在高温的水滴上,一方面使水滴表面温度升高,另一方面还返过头来通过热传导将潜热传给包括低温水蒸汽在内的周围大气,这显然违反了热力学第二定律。

(2).大气中温室气体增加会产生增暖现象,但是,尽管大气中二氧化碳浓度较工业化以前增加了80%,但在大气中仍属于微量气体,总浓度只有380mg/l(ppmv),我们不禁要问一个微量气体能有如此大的作用?

事实上,根据热力学,同温同压下,纯物质的化学势高于其在混合物中的化学势,也就是说二氧化碳所能发挥的作用要大大低于其单独存在时的影响,这意味着其影响可能小于人们的分析结果,而这一问题并没有得到足够的关注。

(3).完全排除自然因素是严重缺乏科学精神的。众所周知,地球表面的70%为海洋覆盖,大气中的水蒸气主要来自海洋蒸发。这说明,不考虑水蒸汽凝结潜热释放方式及其影响的温室效应分析,等于直接排除自然因素对全球气候变暖的作用,这种基于温室气体浓度增加就等于气候变暖的基于“现象学”的分析是不全面的,也是缺乏科学性和客观性的。

(4).全球气候变暖仅仅是件有害无利的事吗?凡事利害应一分为二,这是一个众所周知的道理,IPCC报告仅强调其有害的一面也是非常不合适的。



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