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  • 世界气象日丨拨开气候变化的层层迷雾

  •   阅读次数:63  作者:jynky
  • 编者按:全球气候变暖带来的究竟是全球高温还是猛烈寒潮?是粮食愈加丰产还是逐年递减?太阳活动出现是否会带来末日天灾?越来越多与气候相关的迷思,出现在人们身边,甚至影响到人们如何采取相应的气候行动。对此,我们选择8个气候变化相关话题,试图拨开气候变化的层层迷雾。

    专家顾问:

    国家气候中心二级研究员 周兵

    国家卫星气象中心高级工程师 韩大洋

    极寒天气强发,冰川融化?

    3月6日,《自然》科学杂志的一项研究表明,全球变暖促使冰原和冰川融化,导致世界各地海平面上升。然而,近年来,极寒天气强发,极地冰川还会融化吗?

    “天气”和“气候”并不是一回事。前者描述一个地方较短时间内各种气象要素的状态,后者则是长时间里的状态特征。因此,某个地方特定一天、一周或是一月内天气寒冷,不能用来否定全球整体气候正在变暖的事实。世界气象组织已正式确认,2023年是有记录以来最热的年份,全年平均气温比工业化前水平高出1.45℃,大大超出此前最热年份的升温幅度,并进一步逼近《巴黎协定》所设立的1.5℃雄心壮志目标。

    全球性的温度增量带来包括海平面上升、降水量在数额和样式的变化。这些变动也促使极端天气气候事件更频繁发生,如洪涝干旱、高温热浪、强寒潮等。其实,强寒潮与全球气候变暖并不矛盾。在中国气象局公布的2023年国内十大天气气候事件中,“12月强寒潮创多地低温与积雪新纪录”位列第三。全球变暖使得冷事件发生频次减少,但强度并未减弱。

    因此,不能因为出现极端低温天气就得出“全球气候变暖已经停止或逆转”的结论。实际上,全球气候变暖不仅没有停止,相反,它正是引起极端天气多发频发重发强发的主要原因。(王畅)

    全球变暖,粮食丰产?

    2023年为有记录以来最热的一年。全球温度持续升高、积温增加,是否意味着粮食增产增收?

    先说结论:全球气候变暖导致积温增加,对粮食生产的影响是复杂且多面的,并不能由此判断其一定有利于粮食生产。

    积温增加,有利于延长作物的生长期,提高作物的产量和品质。在这种情况下,作物的光合作用随之增强,利于营养物质积累和产量增加。从更大影响区域来看,积温增加还有助于作物种植带北移,使得原本不适合种植的地区变得适宜,从而扩大种植面积。

    中国科学院2023年发布的《东北黑土地保护与利用报告(2022)》显示,得益于东北黑土区气候变暖,农作物适宜种植区边界北移等影响,2020年至2022年期间,东北地区黑土地保护性耕作实施面积由4600万亩增加至8300万亩。

    然而,全球气候变暖也会对粮食生产产生不利影响。一方面,降水量的变化可能导致部分地区出现干旱或洪涝等极端天气气候事件,对粮食生产造成威胁。另一方面,全球气候变暖还可能导致病虫害加重,增加防控难度,影响作物的正常生长。此外,土壤养分分解速度加快可能导致土壤肥力下降,对粮食生产的长期稳定性产生负面影响。

    因此,在评价全球气候变暖、积温增加对粮食生产的影响时,需要综合考虑各种因素。(文科)

    太阳活动出现,末日天灾?

    “太阳、地球、木星、土星和银河面并到一条直线上,让地球引力场和磁场紊乱,太阳风、高能带电粒子流更加猛烈地扑向地球!”……此前,包含诸如“地球引力场、磁场紊乱”“地质、气候巨大灾难”等夺人眼球的谣言在微博、微信以及相关论坛有所流传,更在转发和传播中让公众产生错误的认知和恐慌。

    破除这些谣言,容不得客气,就要借助科学知识的力量进行“正面硬刚”。

    要知道,当太阳、地球、木星几乎处在一条直线上,且地球正在中间时,就会出现“木星冲日”天象,类似的还有“土星冲日”,但这些天象都是天体自然运行形成的现象,与所谓的自然灾害毫无联系。换个角度说,在人类存在之前的数十亿年里,这些天体就已经在如此运动着了。

    而太阳风暴则不同,比如日冕物质抛射过程,它就像是太阳打的一个大“喷嚏”,喷出的物质向外飞出一旦轰击地球,地球往往就会“嗓子疼咳嗽”,甚至“高烧不退”。同时,太阳风暴也有多种表现形式,除了典型的日冕物质抛射外,还有耀斑爆发和高能带电粒子流等。

    对于这些空间天气事件的监测,我国的风云气象卫星能够对包括太阳总辐射量、太阳日面活动、太阳磁场以及地球空间环境关键参数开展长期业务观测。可以说,太阳有个风吹草动,我们尽收眼底。

    值得一提的是,作为地球能量来源的太阳,通过光照为我们带来温暖的同时,自身也存在着周期性的变化,只不过与地球四季不同,太阳大约每11年才能完成一个活动周。但对于当下来说,太阳短时的爆发活动就足够引起我们的警惕,因为现在正是第25太阳活动周的高年。(黄彬)

    地球到达“远日点”,衣服穿厚?

    “远日点”,是地球公转轨道上的一个点,位于椭圆轨道上离太阳最远的位置。与“远日点”相对的是“近日点”,它俩都存在于地球绕太阳公转的椭圆形轨道上。其中,“近日点”距太阳约1.471亿千米,每年1月到达;“远日点”距太阳约1.521亿千米,每年7月到达。

    地球运行到“远日点”时,北半球处于夏季,此时天气比较炎热;当地球到达“近日点”时,通常是北半球的冬季,天气相对寒冷。

    这么看来,天气的冷热,似乎和“远日点”“近日点”没有关系。这是为什么呢?

    一个数据可以说明,“远日点”和“近日点”相差约500万千米,这个数字看起来很巨大,但把它放在日地平均距离1.496亿千米面前,是完全不够看的。这个距离差值仅仅占到日地平均距离的3.3%,也就好比100米和103.3米的区别,而这在浩瀚的宇宙中几乎可以忽略不计。

    距离上的差别甚微,对应着太阳传递到地球上的热量在两个点上差别也不大,在“近日点”地球所接收到的太阳辐射只比“远日点”接收到的多了大约6%。而从盛夏七月到达“远日点”以及寒冬一月到达“近日点”也能看出,这6%的能量变量并不是制造季节的原因。

    那什么才是制造四季变化,让我们忍不住打开购物车增加换季衣物的根本原因呢?

    答案就是地球的自转轴倾角。地球可以看作是一个被歪着放,带有23.44°倾斜角度的“球”,太阳光照射不同地区的入射角度不同,因此接收到的能量也有所不同。正因为此,当地球在绕太阳公转的时候,南北半球就会各自呈现周期性的温度变化,“公转”+“自转”两种物理运动共同制造了地球的四季变化。(吴卉)

    “百年一遇”,为何总见?

    近年来,随着全球变暖,极端天气气候事件频发。我们常常看到洪涝、暴雨等被表述为“百年一遇”甚至是“千年一遇”,但明明是“百年一遇”的事件,为何时常出现?

    实际上,这种表述本身并不代表绝对意义的100年或1000年内只发生一次。生活中,通常我们用“百年一遇”“千年一遇”来表达一种罕见现象。但在专业领域,“百年一遇”并不是表示十分罕见,而是应用某种计算方法,通过一个比较长的历史记录数据来推算极端事件可能性的概率化表达。

    “百年一遇”最初起源于水文学,是关于洪水重现期的一种解释方法,表达洪水有百分之一的发生概率。同理,“千年一遇”意味着千分之一的发生概率。

    “N年一遇”通常指在统计上的回归周期,即每一个“N年一遇”事件都对应一个事件发生的值,如降水的百年一遇,对应的可能是每小时200毫米的降水。可见,“百年一遇”其实是个概率术语,是为了表达发生概率很小的意思,也就是说,即使今年发生了,但在全球变暖极端天气强发的背景下,明年、后年也可能再次发生。

    根据国务院办公厅印发的《国家防汛抗旱应急预案》,防汛抗旱的信息发布应当及时、准确、客观、全面,对雨情、汛情、旱情、灾情描述要科学严谨,未经论证不得使用“千年一遇”“万年一遇”等用语。所以,“百年一遇”的降水,更好的表达应当是概率为1%的降水。(吴彤)

    厄尔尼诺来了,暖冬相随?

    2023年,厄尔尼诺事件形成并发展持续至今。监测数据显示,厄尔尼诺事件的峰值期在2023年12月,尼诺3.4指数滑动平均值为1.9℃,属强度中等,今年4月前后厄尔尼诺事件将结束。那么,厄尔尼诺来了,暖冬会相随吗?

    厄尔尼诺现象确实与冬季气候有关联,其导致全球范围内的气候发生变化,通常表现为冬季气温升高,但因此判定为暖冬,就过于绝对。

    暖冬的判定是基于整个冬季的平均气温,需要与常年数据进行科学比较。例如,如果单站冬季平均气温偏高幅度超过本站暖冬阈值,即可定义为单站暖冬;若全国有一半以上的台站出现暖冬则定义为全国暖冬。

    监测显示,2023/2024年冬季,全国平均气温为-2.8℃,较常年同期偏高0.3℃,为1961年以来历史同期第10暖。全国暖冬指数为36.7%,即全国只有36.7%的站点出现暖冬,全国冷冬指数为15.0%,均没有达到一半。

    总体来看,2023/2024年冬季为正常偏暖年份,但空间差异比较大,暖冬主要出现在华南、西南等地,而华北南部、黄淮、江淮一带多为冷冬。(何玉婷)

    解决气候问题,有希望吗?

    “南极冰川这位‘沉睡的巨人’正在醒来,世界也必须认识到这一点。”在第28届联合国气候变化大会(COP28)召开之前,联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯专程去到南极洲,在目睹了气候变化对这块冰雪大陆的影响后发出严重警告。

    如今,全球气候变暖对自然生态系统和人类社会产生了广泛而深远的影响,未来这种风险将更加复杂且难以管理。面对严峻形势,不少人发出锥心之问:解决气候问题,人类还能做些什么?

    人类能够改变未来吗?答案或许藏在历史的细节之中。

    1992年5月9日,世界各国达成了《联合国气候变化框架公约》,该公约于1994年3月21日生效,奠定了国际社会应对全球气候问题的法律基础。

    回顾过往28次联合国气候变化大会,场内场外都上演了极其丰富的情节,各国在多个主题上虽有激烈谈判,甚至争锋,但合作仍是国际应对气候危机的主基调。

    解决气候问题的“金钥匙”还需体现在全球的一致行动上。面对“百年未有之大变局”时,推进全球气候治理或许是比黄金更宝贵的财富,人类社会仍在一步一步向前,每一次达成的成果都非常可贵。

    事实上,气候变化作为当今世界面临的最严重挑战之一,并不是“与我无关”,每个人都应该以认真和积极的态度看待这个问题。减少碳排放,从现在就可以做起。(王亮)

    百年后的天气,能预测吗

    我们来看两个问题:“明天有雨吗?”“汛期天气形势如何?”这些日常和天气有关的问题,表面相似,但其实两个问题分别对应着不同领域。前者是天气预报,通常是未来几天或两周内的天气情况;后者则是天气预报“够不着”的更长时间尺度的气候预测。

    气候预测,主要针对延伸期(11天到30天)、月、季节、年度,甚至年代际气候趋势进行预测,包括气温、降水等气象要素相较于平均状态的偏离程度以及重要天气过程、极端天气气候事件等。

    那么,气候预测是如何进行的,能否预测到几百甚至几千年后的气候形势呢?可以明确的是,未来几百甚至几千年后的气候不是预测,而是气候变化范畴下的预估。

    现代气候预测主要是基于气候模式和物理机制诊断相结合的办法。科学家编写反映数理方程原理的复杂程序,再通过超级计算机进行运算,从而对未来的气候演变趋势作出预测。但气候模式在准确模拟海洋、陆地等多圈层的相互作用方面,仍无法尽善尽美。因此,在气候预测中,科研工作者也会基于大量历史观测数据,利用数学和物理规律,以气候模式为基础、动力与统计方法相结合“两条腿走路”,获取气候模式预测信息和机理诊断的关键要素预测信息,进行最优集成,然后给出预测结论。

    再者,大气运动是非线性过程,混沌多变,微小的改变会让演变结果大相径庭。所以,即便计算机能算出100年甚至更长时间后某一段时期的气候,在目前的科学水平下也并不绝对可信,具有很大的不确定性。(刘丹)

                                                                                                                                                 本文转载自中国气象科普网



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