異常氣象和日本社會

海水溫度上升發出警告,地球異常氣象趨於活躍

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全球暖化的步伐從未停止,只是海洋在過去一段時間內幫助吸收了熱量。然而,這個停滯期也已接近終點。上升的海溫或將進一步加劇異常氣象問題。

全球暖化停止了嗎?

在最初受到關注時,全球暖化問題曾引起世界一片譁然,但隨著爭論變得錯綜複雜,甚至有越來越多的人對氣候暖化現象本身產生了懷疑。誠然,倘若只看觀測數值,最近16年間,幾乎看不出世界年均氣溫存在上升趨勢。然而,這並不意味著全球暖化現象已經停止。

準確地說,氣溫仍在持續上升,只是達到某個高度後出現了「中斷(hiatus)」。最近幾年,這一直是科學界的一大問題。不過,其原因也大致得到了解釋。實際上就是海洋充當緩衝器,吸收了熱量。由於這種吸收活動非常活躍,所以看似並未發生大氣暖化的現象。

海洋這個緩衝器保護了我們

反過來說,這意味著海洋在不斷暖化。提到全球暖化的時候,人們主要討論的是緩慢發展的氣溫上升、北冰洋冰川融解、海平面升高等影響。但真正嚴重的影響卻是乍看微乎其微的海水溫度上升。它提高了各種全球性氣候變動的發生頻率,並且擴大了變動幅度。在世界各地造成嚴重破壞的異常氣象的真正根源正是在於海水溫度的上升。

現在,雖然對流層下層,即地表附近大氣的暖化趨勢處在中斷狀態,但海洋暖化問題的的確確在加劇,其影響終有一天會暴露出來。換言之,到了某個階段,海洋將不再是「冷卻水」,而將變成一個「湯婆子」。一旦如此,情況將與最近10多年截然相反,大氣的暖化會同海洋釋放的熱量發生疊加。隨著全球暖化,氣候變動會受到更多影響,而與之相伴的異常氣象或將大幅增多。問題是這種局面何時到來,而有人認為其實臨界點似乎已經迫近。

再說得更加詳細一些。如果從太空角度觀察地球,地球大氣上層的溫度並未發生變化。因為太陽投射進來的能量和地球大氣上層釋放到宇宙空間的能量處於平衡狀態。可是,由於溫室效應氣體的作用,對流層下層的氣溫不斷上升。這些熱量造成的一個影響就是因媒體報道而引起轟動的北極圈冰川融解。不過,最大的吸熱容器還是海洋本身。

海洋的熱容量十分巨大,其變化程度可能並非一般人能夠察覺。不過,雖然樣本有限,但測量全球水深3,000m的大洋深處至海面這段水域的平均水溫後發現,最近50年間大約上升了0.04度。或許這個數字看似微乎其微,但假如這種造成海溫上升的熱容量完全由對流層下層大氣來承擔的話,那麼這個熱量規模足以導致氣溫上升40度。

印度洋海水升溫明顯的原理

印度洋的海水升溫現象尤為顯著。印度洋北鄰歐亞大陸,由於大陸阻隔了極地和亞極地海洋,所以印度洋容易升溫。印度洋表層溫度在最近50年間上升了多達0.6~0.7度。在海面水溫超過28℃的海域上空,積雲的活動變得活躍。海風吹向上升氣流的根部,使海洋表層積聚溫水,海面水溫進一步上升,而另一方面,海風又加劇了海面的蒸發,奪走汽化熱,同時,攪動了海洋下層的寒冷海水,這又致使海面水溫下降。於是海洋表層就出現了高水溫區域和低水溫區域這樣一種兩極分化的情況。這種兩極分化又跟大氣循環形成了關聯。

由於印尼周邊海域的積雲活動活躍,所以印度洋的海面溫度呈現出東高西低的常態,但這種情況有時會因為西側海水溫度上升而發生逆轉。我在解析日本1994年夏季酷熱問題的過程中發現了這一現象,並將之命名為印度洋海溫偶極現象(Indian Ocean Dipole)。由於也存在東西兩側大氣海洋構造發生了逆轉的現象,所以近年來我們將這種1994年的現象稱作正位相印度洋海溫偶極現象。和太平洋的聖嬰現象(El Niño)及反聖嬰現象(La Niña)一樣,印度洋海溫偶極現象也會在世界各地造成異常氣象。

它為何會引發異常?首先,讓我們思考一下太平洋赤道附近通常的大氣和海洋狀態。由於陽光垂直照射赤道附近的海面、地面,所以單位面積的熱量最大。在這個區域,為了彌補受熱後上升的大氣,在對流層下層,大氣會從赤道以外的地方聚合過來,這些聚合過來風會因角運動守恆定律而減速,從地球自轉體系來看,就會產生東風成分。

這股東風牽引著表層的溫暖海水向西移動,但由於西太平洋上存在印尼和菲律賓等島嶼(海上大陸),所以東風碰到這些島嶼後就會發生滯留。因此,這裏就會形成溫度相對較高的海水「大池」。在這個水池的上空,會產生被海水加熱的上升氣流,所以會有更多風從周圍聚合過來。另一方面,在太平洋的另一頭,冷水湧動,海面溫度相對較低。這就是赤道太平洋地區的通常狀態。

氣候變動現象的三種模式

然而,假設某些原因導致這種溫度相對較高的海水「極」向東發生了移動。那麼除了溫暖海水區域外,寒冷海水區域也將發生移動。同時,大氣的流動方向也會改變,源於上升氣流的雨雲生成區域也將變動。

這種以「極」在赤道太平洋東西兩端發生逆轉的形式出現的現象便是聖嬰現象。當印度洋上形成相同的「極」的東西格局時,我們稱之為負位相印度洋海溫偶極現象。

太平洋通常狀態下西高東低的水溫分布表現得更加鮮明,東太平洋出現比往常更寒冷水團的現象叫做反聖嬰現象。印度洋上的水溫分布形成與之相同的東西格局便是正位相印度洋海溫偶極現象。

近年來,暖水團或冷水團往往出現在太平洋的中央區域而非某一端。我將此稱為「假象(Modoki)」。假聖嬰現象(El Niño Modoki)、假反聖嬰現象(La Niña Modoki)。

以上三種模式是氣候變動現象的典型類型。近年來人們逐漸發現,除了太平洋、印度洋這種大洋規模的氣候變動外,大洋東側沿岸區域的限定海域也會發生與之相似的現象。比如美國西海岸的加利福尼亞聖嬰(反聖嬰)和澳洲大陸西岸的寧格魯聖嬰(反聖嬰)等。

上述現象都是地球的大氣和海洋循環偏離常態的現象,當然,除了當地和相關的毗鄰區域外,甚至會在遙遠的地區、海域導致水溫、氣溫、風、降雨量、氣壓的活動出現巨大偏差,也就是引發異常。

趨於常態化的日本夏季酷熱天氣

近年來,夏季異常酷熱成為了日本面臨的一個問題。去年和2013年等年份,因中暑而死亡的人數超過了900人。破壞性如此之大,已與災害無異。而且,這種情況並非僅限於去年的特殊現象,甚至可謂已經趨於常態化。從酷熱天數來看,近年來酷熱天數最多的依次是1994年、2013年和2010年。1994年時,印度洋出現了正位相海溫偶極現象,2010年和2013年時,印度洋出現了負位相海溫偶極現象,同時太平洋上出現了反聖嬰現象(印度洋東側和太平洋西側海水溫度高於往常,印度洋西側和太平洋東側海水溫度低於往常)。

如果印度洋上出現正位相海溫偶極現象,日本和地中海周邊國家的夏季普遍都會更加炎熱。印度和東非地區降雨量會增多。另一方面,澳洲西南部和東南部的糧食產地會出現乾旱。比如2003年發生該現象之際,法國8月的最高氣溫連續多日超過35℃,出現了創紀錄的酷熱天氣,因中暑而死亡的人數超過了2,000人。可是到了8月中旬,正位相海溫偶極現象突然消失,最高氣溫驟然降至了30℃以下。此外,2006年印度洋出現典型的正位海溫偶極現象之際,澳洲遭遇了嚴重的干旱,婆羅洲和蘇門答臘等地因高溫、乾燥而發生了大規模的森林火災。東非肯亞則爆發了大洪水,受災人數超過了100萬人。

如果太平洋出現聖嬰現象,日本將遭遇冷夏和少雨天氣

一旦太平洋出現聖嬰現象,日本周邊就會遭遇冷夏,降雨會趨於減少,而中南美太平洋沿岸各國則會多雨,印度將出現乾旱。出現反聖嬰現象時則正好相反,2010年和2013年雖然沒有受到海洋偶極現象的影響,但由於反聖嬰現象的影響,日本遭遇了酷熱天氣。2007年,遭遇反聖嬰和海洋偶極現象的雙重影響,酷熱難耐,導致許多人中暑死亡。而2005~06年的冬季,日本海沿岸遭遇了史無前例的大雪,這也是反聖嬰現象的影響所致。

另一方面,1993年同時出現了聖嬰和負位相海洋偶極現象。冷夏導致東北地區遭遇了史無前例的歉收,稻米收成不佳使得日本的大米消費只能依賴於海外進口。此外,北韓也遭遇了歉收,次年的酷熱更使得其處境雪上加霜,經濟的動盪導致朝鮮半島陷入了安全保障危機。

「假象(Modoki)」也會引發異常氣象。2004年,出現假聖嬰現象(El Niño Modoki),國際日期變更線附近的熱帶太平洋上出現了高溫的海水團。結果,颱風的發生區域較往年東移,過去每年平均只會有3次颱風登陸日本,而當年卻多達10次。

應該注意「變動」而非「變化」

全球暖化→海洋暖化→大氣海洋循環偏離常態的氣候變動現象的頻發化、極端化→異常氣象和極端現象造成災害。

這就是如今覆蓋整個地球的危機的形成機制。然而在一般層面上,爭論至今仍處於混亂狀態,問題點並未得到準確把握。一個原因在於作為長期趨勢的全球暖化這種氣候變化(climate change)與作為異常氣象原因的氣候變動(climate variability)被混為一談。

1992年,聯合國通過了《氣候變化框架公約》,日本也簽署了該公約,雖然該公約原名「framework convention on climate change」,即「關於氣候『變化』的框架公約」,但在日本卻被誤譯為了「關於氣候『變動』的框架公約」。我對此提出了反對意見,但它卻最終成為了一種固定譯法。

儘管異常氣象頻發,但懷疑全球暖化的論調現在依然根深蒂固,一個重要原因恐怕在於媒體和許多人將全球暖化這種緩慢演進的氣候「變化」與以聖嬰和海洋偶極現象等為代表的劇烈氣候「變動」混為了一談。

正確理解最近10多年中氣溫上升出現「中斷(hiatus)」的意義,以及正確使用變化與變動兩個詞都極為重要。雖然聖嬰是具有代表性的氣候變動現象,但在日本媒體上有時會看到「聖嬰現象並非氣候變動」這樣的翻譯,而正確的譯法應該是「聖嬰現象並非氣候變化」。在分別採取措施應對變化和變動方面,上述情況都已經構成了巨大的障礙。

即將告終的「海洋緩衝」停滯期

另一方面,在研究開發層面上,針對氣候變動本身的分析和預測技術顯現出了長足的進步。比如,現在人們幾乎完全可以做到提前1年左右預測出聖嬰等赤道附近的氣候變動。雖然人為造成的氣候暖化這種大趨勢不易遏制,但只要能夠預測氣候變動,或許就可以採取順應型管理措施減輕、避免異常氣象和極端現象造成的損失。

過去16年,海洋充當了緩解氣候暖化的緩衝器,而這樣一段停滯期很可能即將告終。之後,預計氣候變動會變得更加劇烈,異常氣象和極端現象會更加兇猛。應該如何應對這種事態?相關準備工作已經迫在眉睫。

標題圖片:海洋延緩了地球的快速暖化。但現在海溫上升對氣候變動造成的影響已經不可阻止。

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