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全球暖化 V.S. 全球寒化 – 地球到底變暖還變冷?

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Credit: iStock Photo

全球暖化?全球寒化?新聞上時常出現的兩個名詞,每每讓大家疑惑,到底地球是變暖還變冷?

這個問題,也讓威斯康辛大學麥迪遜分校(University of Wisconsin-Madison)的氣候分析模擬專家-劉征宇教授(Zhengyu Liu)傷透腦筋。當政府間氣候變化專門委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)要求他提供一份圖表,希望說明"過去10000年間地球溫度的變化",卻不知,這是個無法簡單回答的難題。

過去10000年來,二氧化碳的濃度上升了20個ppm,許多在末次冰盛期凝固的冰層也逐漸融解,根據這些事實,物理模型很合理地推斷,自全新世(Holocene, 約自11700年前開始)以來,地球便持續暖化;但是,去年的ㄧ份Science研究分析了全球的氣溫數據[1],卻發現在人類的影響出現前,地球有段寒化的時期。

上述兩段看似相互矛盾的論述,被科學家稱作「全新世的氣溫難題」(Holocene temperature conundrum)。到底哪ㄧ種說法是對的?「從之前觀察到的數據來看,全球氣溫是寒化的;但根據物理模型,考慮溫室氣體、冰層溶解等現象,卻顯示全球應該是在ㄧ個暖化的大趨勢上」劉征宇說道:「這可能是數據上的問題,因為去年的觀測數據內部就存在有許多矛盾;不過在模型上,當然也可能不夠完善,因為模型可能忽略了一些會影響氣溫的物理機制」。

針對全新世的氣溫難題,劉征宇與其他科學家的合作團隊使用了三種不同的模型來重新檢驗,成果發表於近期的Proceedings of the National Academy of Sciences[2]。在模型中,他們考慮了陽光照射強度、溫室氣體、冰層覆蓋與融冰等等對氣候造成的影響。結果不論是哪ㄧ個模型,都顯示過去10000年間氣溫是持續處在上升的狀態!

那去年說過去曾經有寒化的研究又是怎麼回事?在該篇研究中,科學家分析了來自全球73處收集到的冰芯、浮游植物沈積等資料,認為從距今7000年前一直到人類開始對環境產生大影響之間(之後人類的影響加劇,氣候開始暖化),有段全球寒化的時期。但是該研究的數據,其資料彼此間存在許多相互矛盾之處;這可能是起因於取樣不夠嚴謹(像是在同ㄧ地點不同時刻取的樣品,其分析結果就不一樣),導致最終結果其實不足以反應長期大環境的趨勢。

劉征宇與其團隊根據其模擬結果,搭配溫室氣體造成的影響與融冰的事實,都認為應該不存在有任何的物理因素,可以改變對過去10000年間地球暖化的論述。 即便目前在他們的模型裡,並沒有考慮火山爆發的火山灰帶來的寒化因素,但考慮自全新世以來,地球上並沒有發生過足以影響全球氣候的火山噴發事件,這項變因對模擬的結果的影響可能並不大。

今年秋天,氣候科學家們將針對全新世的氣溫難題坐下來進一步討論,希望可以了解這些研究各自欠缺的是什麼,最終在數據和模擬結果間得到更一致的共識。其結論將有助於讓我們更了解氣候變遷,並且發展更準確的氣候模型來預測未來。

最後要強調一點,不論是數據研究還是氣候模擬,兩者在探討的都是大時間尺度下的溫度變化(自全新世以來);而20世紀後,人類對氣候造成的衝擊,絕對是毋庸置疑的!期盼我們大家能夠一起認真看待。

延伸閱讀:

參考資料:

  1. A Reconstruction of Regional and Global Temperature for the Past 11,300 Years, Science, DOI: 10.1126/science.1228026
  2. The Holocene temperature conundrum, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1407229111 

資料來源:

  1. Climate conundrum: Conflicting indicators on what preceded human-driven warning [University of Wisconsin-Madson News , August 11, 2014]
  2. Cooling or Warming? Scientists Present Past Climate Change Conundrum [Nature World News, August 11, 2014]

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關於作者

昱夫

PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。