專題 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
——16年的全球暖化停滯期走向盡頭

山形俊男 [作者簡介]

[2015.04.14] 其它語言:ENGLISH | 日本語 | 简体字 | FRANÇAIS |

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。

  • [2015.04.14]

1948年生於栃木縣。地球物理學家、海洋研究開發機構氣候變動預測研究領域負責人,畢業於東京大學理學部,東京大學研究所理學研究科地球物理學專業博士課程退學。理學博士。法國海洋科學院外籍會員。歷任東京大學理學系研究科主任、理學部主任等職。20世紀80年代初,與普林斯頓大學教授菲蘭德(S. George Philander)等人首次提出了有關聖嬰現象形成機制的觀點。發現了印度洋海溫偶極現象(Indian Ocean Dipole)、假聖嬰現象(El Niño Modoki)。榮獲美國氣象學會斯威爾德魯普金獎(Sverdrup Gold Medal Award)、學會獎等多項殊榮。獲授紫綬褒章。

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