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“曲棍球杆”之争

府间气候变化协调委员会(IPCC)每5年左右出版一套报告;包括评估、影响及对策3卷。第一卷是气候变化的科学评估,2001年出版了第三版,简称为第3次评估报告。由于报告是集中了全世界众多科学家编写的,全卷的主要作者百余人,而且报告是经IPCC大会批准后发表的,因此受到了普遍的重视。但是报告中有的结论也引起了争议。

关于气候变暖的估计就是一个争议的问题。第三次评估报告中对全球气候变暖有以下3点结论:(1)20世纪全球平均温度上升了0.6±0.2℃。(2)20世纪90年代(即1990-1999年)是1861年有观测记录以来最暖的十年,1998年是最暖的一年。(3)冰芯、年轮等代用资料表明20世纪温度的上升是近千年中任何一个世纪中最大的。其中第(3)条结论的主要根据是曼(Mann)等建立的近千年北半球平均温度曲线世纪末气温呈缓慢下降,然后在20世纪迅速上升,其曲线的形状类似“曲棍球杆”。不少人对于这条曲线有不同的看法,因此称为“曲棍球杆”之争。

批评意见可以用3位作者代表:辛格(Singer)、麦肯梯尔(Mclntyre)及松(Soon)等。他们分别对这个“曲棍球杆”的头部、中部和把手部分提出了挑战。辛格在1999年就在EOS上对人类活动引起气候变化的问题提出质疑。他的观点与IPCC的观点针锋相对。他认为:(1)现代气候没有变暖;(2)还不能肯定人类活动对气候变暖有多大的贡献;(3)用模式做的未来气候预测有很大的不确定性;(4)即使气候变暖,对社会也是利多于害;(5)京都议定书意义不大。在科学方面他的主要论点是:没有确凿的证据说明当前气候变暖了。他认为:(1)20世纪是近千年来最暖的世纪不是根据代用资料做出的结论,曼等的代用资料序列止于1980年,到那时为止气温并没有超过中世纪的值;(2)辛格找到了一些延续到1980年以后的代用资料序列,但这些序列均未显示出1980年之后的显著变暖。(3)全球的卫星与探空资料也表明1980年之后没有强烈的变暖。因此辛格认为“IPCC的结论是站不住脚的”。

辛格的挑战主要集中在20世纪,特别是1980年之后气候的变暖。现在国际上得到广泛承认的是英国琼斯等建立的由陆地气温及海面温度综合得到的全球地表温度序列。IPCC关于气候变暖的(1)、(2)两点结论就是根据这个序列得到的。这个序列的资料覆盖面在19世纪末及20世纪初只有30-40%,近20-30年基本稳定在60%左右。因此,由观测资料得到的(1)、(2)两点结论很少有人提出质疑。当然,任何一个序列均有一定的不确定性。但是,要从根本上怀疑这个序列,理由不够充分。所以,争论的焦点是代用资料能否与这个观测序列衔接。至于有一些长时期的代用资料没有显示出1980年之后的变暖,这也不奇怪。本来气候变暖在全球就是不均匀的,甚至也有变冷的地区。卫星观测及探空气球都是观测的大气温度,而琼斯序列是地面温度。早已有不少科学家指出,对流层大气温度上升远不如地面激烈,甚至全球气候模式也支持这个结论。所以,大气的缺少激烈升温也不能作为否定地面的激烈升温的根据。另外,近来有人指出也有的卫星观测序列表明有变暖趋势。

此外,气候变暖还有一系列的旁证。例如过去100年海平面上升了10-25厘米。海洋的最上层300米的温度1998年估计比上个世纪50年代上升了0.3±0.15℃。钻孔温度表明,200-1000米深的地下温度在20世纪上升了0.5℃,全世界80%的钻孔温度是上升的。雪盖面积1980年代中期以来减少了10%,北极海冰厚度减少了30%。这些都说明20世纪,特别1980年之后全球气候变暖是一个无可争议的事实。对气候变暖的怀疑证据不充分。

但是,谈到20世纪之前的温度变化,情况就不同了。另外两位作者挑战的是曼的曲线的中部及开头部分。麦肯梯尔等认为曼的计算中有许多错误,从资料收集到处理都有不少问题。因此,他们完全用与曼等一样的方法以及同样的资料点,不过用更新的资料,改正了错误。新的结果在15世纪与曼等的结果有很大的不同,有时要高出0.5-0.6℃。如果这属实的线世纪之前气温就不是近于直线的缓慢下降,而是有很大的波动,以至于暖的时期气温能与20世纪相比较,那么也就不成其为“曲棍球杆”了。“曲棍球杆”的名字就是麦肯梯尔提出来的。松等则认为中世纪(公元900-1300年)确实有一个暖期,一些地区气候的温暖程度可以同20世纪相比较,或甚至超过了20世纪。如果确实是这样,同样也就不成其为“曲棍球杆”了。

当然,由于各地区暖期出现的时间不同。如果求全球平均或半球平均,气温距平的数值不会像单点那么大。但是中世纪是一个温和的时间问题是不大。现在世界上已经有6位作者提出了自己的近千年全球(或北半球)平均气温曲线,其中包括曼等的曲线,也包括中国作者提出来的曲线。在做出新的更好的千年气温序列之前就下结论说上个世纪90年代是近千年中最暖的十年,1998年是最暖的1年还为时过早。许多科学家认为现在还不能说麦肯梯尔等人的曲线就一定比曼等的曲线更准确。但是,这至少是一个新的信息,应当受到欢迎与鼓励,以求在科学上能得到更好的更可靠的结果。