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二氧化碳排放量
一起来看看这张图的相关数据,过去80万年以来,二氧化碳的水平一直在100ppm~200ppm之间,但工业革命以来短短的两三百年,二氧化碳的值就达到了另一个高峰,增加了40% 。
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温室气体对地球的影响
为什么二氧化碳会对气候造成重要影响呢?太阳会对地球产生辐射,但太阳的温度非常高,它的辐射波长短,温室气体是没法吸收的 。
而地球温度比较低,地球发射的辐射波长较长,二氧化碳、甲烷等温室气体可以吸收 。据测算,目前二氧化碳等温室气体提供了大概33摄氏度的保温效果 。
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全球人口分布
或许有朋友会说,对于北方而言,温度升高一点有什么影响呢?没准农作物会长得更好呢 。事实果真如此吗?通过这张图,我们可以很清晰地看到,目前全球有一半的人口都居住在沿海60千米以内的范围,人口如此分布主要是由现代工业文明的整体发展状况决定的 。
由于沿海居民的密度是内地居民密度的十倍,可以想象,当全球气候变暖,气温升高之后,陆地冰川将会融化,海平面将会上升,随之而来的风暴潮、台风等就会严重影响沿海居民的生活 。
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除了全球气候,人们还很关心自己所处的区域气候变化情况 。比如对于西北太平洋和亚洲沿岸来讲,气温升高带来的直接灾害影响就是台风 。
海水温度会影响台风强度
未来台风会变得更强还是变得更弱呢?其实,区域气候变化问题也是过去20年来,气候学研究过程中非常热门的一个课题 。
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北半球台风的结构
人们对台风的研究好像已经很多了,比如谈到台风的结构,科学家们会讲得头头是道,但面对“全球温度升高,台风强度会变得更强吗”这一看似简单而具体的问题,科学家们却手忙脚乱 。他们或许可以写出很复杂的台风预测公式,但却无法准确回答这样的问题 。
台风其实是一个热机的过程,是下层的温暖的水汽带着很强的潜热输送到大气上层,然后潜热释放,转换为动能的一个过程 。
这个过程看似非常简单,好像是全球变暖了,海洋温度升高了,水汽更多了,所以台风强度会变得更强 。
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但真的这么简单吗?如果真的这么简单,为什么直到2005年美国科学家才在《Nature》上发表相关文章,证明台风的强弱变化的趋势和海水温度的升降有关呢?
当年为了找到比较确切的证据,科学家们从观测、理论和数值模拟上做了大量工作,最后才得出台风的变化趋势和海温确实有着非常明显的直接的关系 。那就是:全球变暖后,海温会升高,台风强度会变强 。
这种理论在2005年发表后,目前已被引用了3400多次,可以说,这一理论在全球变暖研究方面有非常大的影响力 。
为什么这些看似简单的结论却需要气候学家们费这么大的功夫去研究呢?最主要是因为,我们之前所看到的仅仅是现象,是一些定性的东西,而定量的证据,定量的结论我们是很欠缺的 。
2013年一个偶然的机会,我参加了一个会议,会上听一位老师提到了一个我之前完全不了解的现象:台风的风力非常强,它会把海洋下层的冷水给卷起来 。
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台风自带“刹车”
大家知道,海洋上层因为直接受到太阳的辐射,所以水温较热,而下层水温较冷 。如果台风将海洋下层较冷的海水卷起来,那是不是意味着会抑制台风强度的进一步增加呢?就好像台风自带“刹车”一样 。
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不过,这个刹车的作用有强有弱 。当上层温暖海水比较薄的时候,台风卷起来的冷水比较冷,刹车作用就比较强;当上层温暖海水比较厚的时候,台风卷起来的冷水没那么冷,刹车作用就比较弱 。
这个过程依赖很多因素,缺乏定量数据,到底多厚的海水能对台风强度带来影响呢?
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