异常气象和日本社会

海水温度上升发出警告,地球异常气象趋于活跃

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全球变暖的步伐从未停止,只是海洋在过去一段时间内帮助吸收了热量。然而,这个停滞期也已接近终点。上升的海温或将进一步加剧异常气象问题。

全球变暖停止了吗?

在最初受到关注时,全球变暖问题曾引起世界一片哗然,但随着争论变得错综复杂,甚至有越来越多的人对气候变暖现象本身产生了怀疑。诚然,倘若只看观测数值,最近16年间,几乎看不出世界年均气温存在上升趋势。然而,这并不意味着全球变暖现象已经停止。

准确地说,气温仍在持续上升,只是达到某个高度后出现了“中断(hiatus)”。最近几年,这一直是科学界的一大问题。不过,其原因也大致得到了解释。实际上就是海洋充当缓冲器,吸收了热量。由于这种吸收活动非常活跃,所以看似并未发生大气变暖的现象。

海洋这个缓冲器保护了我们

反过来说,这意味着海洋在不断变暖。提到全球变暖的时候,人们主要讨论的是缓慢发展的气温上升、北冰洋冰川溶解、海平面升高等影响。但真正严重的影响却是乍看微乎其微的海水温度上升。它提高了各种全球性气候变动的发生频率,并且扩大了变动幅度。在世界各地造成严重破坏的异常气象的真正根源正是在于海水温度的上升。

现在,虽然对流层下层,即地表附近大气的变暖趋势处在中断状态,但海洋变暖问题的的确确在加剧,其影响终有一天会暴露出来。换言之,到了某个阶段,海洋将不再是“冷却水”,而将变成一个“汤婆子”。一旦如此,情况将与最近十多年截然相反,大气的变暖会同海洋释放的热量发生叠加。随着全球变暖,气候变动会受到更多影响,而与之相伴的异常气象或将大幅增多。问题是这种局面何时到来,而有人认为其实临界点似乎已经迫近。

再说得更加详细一些。如果从太空角度观察地球,地球大气上层的温度并未发生变化。因为太阳投射进来的能量和地球大气上层释放到宇宙空间的能量处于平衡状态。可是,由于温室效应气体的作用,对流层下层的气温不断上升。这些热量造成的一个影响就是因媒体报道而引起轰动的北极圈冰川溶解。不过,最大的吸热容器还是海洋本身。

海洋的热容量十分巨大,其变化程度可能并非一般人能够察觉。不过,虽然样本有限,但测量全球水深3000米的大洋深处至海面这段水域的平均水温后发现,最近50年间大约上升了0.04度。或许这个数字看似微乎其微,但假如这种造成海温上升的热容量完全由对流层下层大气来承担的话,那么这个热量规模足以导致气温上升40度。

印度洋海水升温明显的原理

印度洋的海水升温现象尤为显著。印度洋北邻欧亚大陆,由于大陆阻隔了极地和亚极地海洋,所以印度洋容易升温。印度洋表层温度在最近50年间上升了多达0.6~0.7度。在海面水温超过28℃的海域上空,积云的活动变得活跃。海风吹向上升气流的根部,使海洋表层积聚温水,海面水温进一步上升,而另一方面,海风又加剧了海面的蒸发,夺走汽化热,同时,搅动了海洋下层的寒冷海水,这又致使海面水温下降。于是海洋表层就出现了高水温区域和低水温区域这样一种两极分化的情况。这种两极分化又跟大气循环形成了关联。

由于印度尼西亚周边海域的积云活动活跃,所以印度洋的海面温度呈现出东高西低的常态,但这种情况有时会因为西侧海水温度上升而发生逆转。我在解析日本1994年夏季酷热问题的过程中发现了这一现象,并将之命名为印度洋偶极子现象(Indian Ocean Dipole)。由于也存在东西两侧大气海洋构造发生了逆转的现象,所以近年来我们将这种1994年的现象称作正位相印度洋偶极子现象。和太平洋的厄尔尼诺现象及拉尼娜现象一样,印度洋偶极子现象也会在世界各地造成异常气象。

它为何会引发异常?首先,让我们思考一下太平洋赤道附近通常的大气和海洋状态。由于阳光垂直照射赤道附近的海面、地面,所以单位面积的热量最大。在这个区域,为了弥补受热后上升的大气,在对流层下层,大气会从赤道以外的地方聚拢过来,这些聚拢过来风会因角运动守恒定律而减速,从地球自转体系来看,就会产生东风成分。

这股东风牵引着表层的温暖海水向西移动,但由于西太平洋上存在印度尼西亚和菲律宾等岛屿(海上大陆),所以东风碰到这些岛屿后就会发生滞留。因此,这里就会形成温度相对较高的海水“大池”。在这个水池的上空,会产生被海水加热的上升气流,所以会有更多风从周围聚拢过来。另一方面,在太平洋的另一头,冷水涌动,海面温度相对较低。这就是赤道太平洋地区的通常状态。

气候变动现象的三种模式

然而,假设某些原因导致这种温度相对较高的海水“极”向东发生了移动。那么除了温暖海水区域外,寒冷海水区域也将发生移动。同时,大气的流动方向也会改变,源于上升气流的雨云生成区域也将变动。

这种以“极”在赤道太平洋东西两端发生逆转的形式出现的现象便是厄尔尼诺现象。当印度洋上形成相同的“极”的东西格局时,我们称之为负位相印度洋偶极子。

太平洋通常状态下西高东低的水温分布表现得更加鲜明,东太平洋出现比往常更寒冷水团的现象叫做拉尼娜现象。印度洋上的水温分布形成与之相同的东西格局便是正位相印度洋偶极子现象。

近年来,暖水团或冷水团往往出现在太平洋的中央区域而非某一端。我将此称为“Modoki(假象)”。假厄尔尼诺现象(El Niño Modoki)、假拉尼娜现象(La Niña Modoki)。

以上三种模式是气候变动现象的典型类型。近年来人们逐渐发现,除了太平洋、印度洋这种大洋规模的气候变动外,大洋东侧沿岸区域的限定海域也会发生与之相似的现象。比如美国西海岸的加利福尼亚尼诺(尼娜)和澳大利亚大陆西岸的宁格鲁尼诺(尼娜)等。

上述现象都是地球的大气和海洋循环偏离常态的现象,当然,除了当地和相关的毗邻区域外,甚至会在遥远的地区、海域导致水温、气温、风、降雨量、气压的活动出现巨大偏差,也就是引发异常。

趋于常态化的日本夏季酷热天气

近年来,夏季异常酷热成为了日本面临的一个问题。去年和2013年等年份,因中暑而死亡的人数超过了900人。破坏性如此之大,已与灾害无异。而且,这种情况并非仅限于去年的特殊现象,甚至可谓已经趋于常态化。从酷热天数来看,近年来酷热天数最多的依次是1994年、2013年和2010年。1994年时,印度洋出现了正位相偶极子现象,2010年和2013年时,印度洋出现了负位相偶极子现象,同时太平洋上出现了拉尼娜现象(印度洋东侧和太平洋西侧海水温度高于往常,印度洋西侧和太平洋东侧海水温度低于往常)。

如果印度洋上出现正位相偶极子现象,日本和地中海周边国家的夏季普遍都会更加炎热。印度和东非地区降雨量会增多。另一方面,澳大利亚西南部和东南部的产粮地区会出现干旱。比如2003年发生该现象之际,法国8月的最高气温连续多日超过35℃,出现了创纪录的酷热天气,因中暑而死亡的人数超过了2000人。可是到了8月中旬,正位相偶极子现象突然消失,最高气温骤然降至了30℃以下。此外,2006年印度洋出现典型的正位相偶极子现象之际,澳大利亚遭遇了严重的干旱,婆罗岛和苏门答腊岛等地因高温、干燥而发生了大规模的森林火灾。东非肯尼亚则爆发了大洪水,受灾人数超过了100万人。

如果太平洋出现厄尔尼诺现象,日本将遭遇冷夏和少雨天气

一旦太平洋出现厄尔尼诺现象,日本周边就会遭遇冷夏,降雨会趋于减少,而中南美太平洋沿岸各国则会多雨,印度将出现干旱。出现拉尼娜现象时则正好相反,2010年和2013年虽然没有受到偶极子现象的影响,但由于拉尼娜现象的影响,日本遭遇了酷热天气。2007年,遭遇拉尼娜和偶极子现象的双重影响,酷热难耐,导致许多人中暑死亡。而2005~06年的冬季,日本海沿岸遭遇了史无前例的大雪,这也是拉尼娜现象的影响所致。

另一方面,1993年同时出现了厄尔尼诺和负位相偶极子现象。冷夏导致东北地区遭遇了史无前例的歉收,稻米收成不佳使得日本的大米消费只能依赖于海外进口。此外,朝鲜也遭遇了歉收,次年的酷热更使得其处境雪上加霜,经济的动荡导致朝鲜半岛陷入了安保危机。

“假象(Modoki)”也会引发异常气象。2004年,出现假厄尔尼诺现象(El Niño Modoki),国际日期变更线附近的热带太平洋上出现了高温的海水团。结果,台风的发生区域较往年东移,过去每年平均只会有3次台风登陆日本,而当年却多达10次。

应该注意“变动”而非“变化”

全球变暖→海洋变暖→大气海洋循环偏离常态的气候变动现象的频发化、极端化→异常气象和极端现象造成灾害。

这就是如今覆盖整个地球的危机的形成机制。然而在一般层面上,争论至今仍处于混乱状态,问题点并未得到准确把握。一个原因在于作为长期趋势的全球变暖这种气候变化(climate change)与作为异常气象原因的气候变动(climate variability)被混为一谈。

1992年,联合国通过了《气候变化框架公约》,日本也签署了该公约,虽然该公约原名“framework convention on climate change”,即“关于气候‘变化’的框架公约”,但在日本却被误译为了“关于气候‘变动’的框架公约”。我对此提出了反对意见,但它却最终成为了一种固定译法。

尽管异常气象频发,但怀疑全球变暖的论调现在依然根深蒂固,一个重要原因恐怕在于媒体和许多人将全球变暖这种缓慢演进的气候“变化”与以厄尔尼诺和偶极子现象等为代表的剧烈气候“变动”混为了一谈。

正确理解最近十多年中气温上升出现“中断(hiatus)”的意义,以及正确使用变化与变动两个词都极为重要。虽然厄尔尼诺是具有代表性的气候变动现象,但在日本媒体上有时会看到“厄尔尼诺现象并非气候变动”这样的翻译,而正确的译法应该是“厄尔尼诺现象并非气候变化”。在分别采取措施应对变化和变动方面,上述情况都已经构成了巨大的障碍。

即将告终的“海洋缓冲”停滞期

另一方面,在研究开发层面上,针对气候变动本身的分析和预测技术显现出了长足的进步。比如,现在人们几乎完全可以做到提前1年左右预测出厄尔尼诺等赤道附近的气候变动。虽然人为造成的气候变暖这种大趋势不易遏制,但只要能够预测气候变动,或许就可以采取顺应型管理措施减轻、避免异常气象和极端现象造成的损失。

过去16年,海洋充当了缓解气候变暖的缓冲器,而这样一段停滞期很可能即将告终。之后,预计气候变动会变得更加剧烈,异常气象和极端现象会更加凶猛。应该如何应对这种事态?相关准备工作已经迫在眉睫。

标题图片:海洋延缓了地球的快速变暖。但现在海温上升对气候变动造成的影响已经不可阻止。

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